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冷媒替代及发展趋势冷媒是一种用于冷冻和空调设备中的工质，它们在吸收和释放热量的过程中起到传热介质的作用。
传统的冷媒如氟利昂（CFCs）、氢氟烃（HCFCs）和氢氟烃（HFCs）因其对臭氧层的破坏和全球变暖的影响而受到限制和禁止使用。
因此，替代这些冷媒是必要的。
在寻找冷媒替代品的过程中，已经涌现出了几种选择。
其中一种替代品是氢氟醚（HFOs），它们具有较低的全球变暖潜势和臭氧破坏潜势，并被认为是目前最环保的冷媒选择之一、HFOs比HFCs的全球变暖潜势低3-5倍，并且不含氯原子，因此不会破坏臭氧层。
另一种替代品是天然气，如氨和二氧化碳。
氨是一种高效的冷媒，具有较低的全球变暖潜势，但也会产生一定的安全风险。
二氧化碳是一种无毒、可再生的冷媒，具有较低的全球变暖潜势和零臭氧破坏潜势，但需要更高的工作压力。
冷媒替代的发展趋势主要包括以下几个方面：1.环保性能提升：新的冷媒替代品将继续追求更低的全球变暖潜势和零臭氧破坏潜势。
例如，HFOs相对于HFCs具有更低的环境影响，并且正在成为主流选择。
此外，研究人员还在探索具有更低潜在环境影响的新型冷媒。
2.高效节能：冷媒替代品的研发也将专注于提高设备的能效。
这意味着替代品应具有更好的传热性能，以减少能源消耗。
例如，氨和二氧化碳作为天然气冷媒，具有良好的传热性能，可以提高设备的能效。
3.安全性改进：冷媒替代品的安全性也是研究的重点。
虽然新的冷媒替代品具有更好的环保性能，但有些替代品可能存在安全风险。
因此，研究人员将努力改进冷媒的安全性能，避免潜在的安全问题。
4.技术创新：随着冷媒替代的需求增加，技术创新也将推动替代品的发展。
例如，低温应用中的超低温沸腾冷媒，利用沸腾过程中的冷媒能够提供更高的传热效率，并减少能源消耗。
综上所述，冷媒替代及发展趋势的主要方向是环保性能提升、高效节能、安全性改进和技术创新。
随着环保意识的增强和法规对传统冷媒的限制，冷媒替代品将逐渐成为冷冻和空调设备的主流选择。
基于环境问题下新型环保制冷剂的比较作者：金孩骞来源：《环球市场信息导报》2018年第18期近年来，随着环境问题日益突出，国内外学者一直在加快推进R-22制冷剂替代进程，制冷剂替代已经成为空调领域研究热点之一，新型制冷剂的研究迫在眉睫。
目前已全部禁止使用并逐步替代ODP值不为零的制冷剂，朝着GWP降低的方向努力。
本文通过分析比较三种较为典型的新型环保制冷剂：HF0-1336mzz（Z）、R-1234yf以及三元混合（简称NC01），力图通过分析其性能等因素，得出适用方向，为新型环保制冷剂的选择提供一定帮助。
制冷剂行业发展背景及分析制冷剂行业发展背景。
自1926年托马斯·米奇尼开发首台氯氟烃机器以来，氟利昂系列制冷剂进入快速发展阶段；1970年代中期，大气臭氧层的破坏发现后，致使《蒙特利尔协议书》签订；1990年代人们意识到全球变暖对地球构成严重威胁，促使《联合国气候变化公约》诞生；进入21世纪，开发新型环保制冷剂代替原有制冷剂已成为全球热门话题。
在有机制冷剂行业领域，欧美国家在开发臭氧层消耗潜值（ODP）为零、全球温室效益潜值（GWP）低的新型环保制冷剂已经走在世界前列。
背景分析制冷剂的发展始终围绕环境安全性能和制冷性能两个方面来进行，环境安全性能体现在臭氧层消耗潜值（ODP）、全球温室效益潜值（GWP）、毒性、易燃性、易爆性，生产和使用时的能耗及在产生C02方面等方面。
制冷剂性能主要由其物性决定，比如蒸气压、蒸发焓、导热系数、比热容、表面张力等，还与润滑剂的腐蚀性、稳定性相关。
理想的制冷剂应具有对地球变暖影响较小、对臭氧层无破坏、有一定化学稳定性、有良好的热物理性质等一系列符合要求的优点。
氯氟烃类目前已被全面禁止使用，氢氯氟烃类整体上将在2040年全面淘汰，ODP为零，GWP较高的氢氟烃类在欧洲国家已被限制使用，目前汽车内空调中唯一ODP为零的制冷剂为R134a，但其GWP值高达1300，前景不佳。
doi ：10.3969/j.issn.2095-4468.2015.06.201国外HCFCs 制冷剂替代品推荐制度研究雷强 ，张子琦，陈晓宁，陈江平（上海交通大学制冷与低温工程研究所，上海 200240）[摘 要] 我国是HCFCs 制冷剂生产和消费大国，由于蒙特利尔议定书第19次缔约方会议决定加快HCFCs 替代的步伐，我国HCFCs 制冷剂的替代变得更加迫切。
欧洲积极推进自然工质作为HCFCs 替代品，美国则主要采用HFCs 作为替代制冷剂。
本文介绍了美国环境保护署（EPA ）的重大新制冷剂替代物政策（SNAP ），美国空调供热制冷协会（AHRI ）的替代制冷剂评估项目（AREP ）以及联合国环境规划署（UNEP ）的技术与经济评估小组（TEAP ）报告，从而为各个领域的HCFCs 替代品选择提供指导。
[关键字] 国外；HCFCs ；替代品；推荐制度Investigation on Recommended Systems of Alternatives to HCFCs in AbroadLEI Qiang *, ZHANG Zi-qi, CHEN Xiao-ning, CHEN Jiang-ping(Institute of refrigeration and cryogenics, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China)[Abstract] Refrigerants are largely produced and consumed in China currently, and the new agreement on the 19th meeting of the Parties to the Montreal Protocol accelerated the phase-out of hydro-chlorofluorocarbons (HCFCs), so the alternative to refrigerants has become more urgent in China. Europe countries promote actively the natural refrigerants as the alternatives to HCFCs, and US mainly uses HFCs as the alternatives to HCFCs. The Significant New Alternatives Policy (SNAP) of the United States Environmental Protection Agency (EPA), Alternative Refrigerants Evaluation Program (AREP) of the United States Air-conditioning, Heating and Refrigeration Institute (AHRI) and Technology & Economic Assessment Panel (TEAP) Reports of the United Nations Environment Programme (UNEP) are introduced in order to provide guidance of alternatives to HCFCs in various fields. [Keywords] Foreign countries; HCFCs; Alternatives; Recommended systems*雷强（1992-），男，硕士，在读研究生。
浅析自然工质在制冷空调中的运用摘要：近年来，随着各类污染问题的不断加剧，使得自然生态环境日趋恶化，其中又以臭氧层破坏最为严重，这一问题已经逐渐引起全球性的关注。
臭氧层的破坏不但会给生态环境带来相当巨大的危害，而且还会对人体健康造成也十分严重的影响。
臭氧层遭到如此严重破坏与制冷空调中使用的人工合成制冷剂有着密切的关联。
为了保护人类的生存环境，必须采取有效的措施降低制冷剂对臭氧层的破坏。
基于此点，本文首先简要介绍几种常见的自然工质及其特点，并在此基础上提出自然工质在制冷空调中的具体运用。
关键词：自然工质；制冷空调；氨；水；制冷剂就制冷空调而言，其历经了三代制冷剂的应用，其中第一代是以co2和nh3为代表的原生代，也就是我们所说的自然工质；随后出现的第二代制冷剂主要是以含氯的合成制冷剂为主，如cfcs、hcfcs等，正是由于这类制冷剂的使用，致使臭氧层的破坏日益加剧；经过人们的不断改良，第三代制冷剂随之出现，其以含氢和氟的合成制冷剂为主，其中比较有代表性是hfcs等。
虽然第三代制冷剂有效地解决了臭氧层的破坏问题，但却带来了严重的温室效应，故此这类制冷剂也必将遭致淘汰。
此时我们所要面临的是第四代制冷剂的研发，其最基本的要求是gwp值和odp值均为零。
而想要研制出这样一种新的合成物必然要经过漫长的时间，并且需要科研人员的不断努力，与其如此，不如退回到第一代自然工质的研究上，挖掘出自然工质在制冷空调中的潜力。
借此本文就自然工质在制冷空调的运用展开探讨。
一、几种常见的自然工质及其特点（一）氨氨（nh3）作为一种自然工质被使用约有120年左右的历史，氨具有良好的热力性质、成本相对比较便宜、gwp及odp值均为0等优点。
氨压缩制冷系统的运行效率比较高，并且系统结构也较为紧凑，这种制冷系统的特点具体可概括为两方面：一方面是在相同制冷容量的前提下，氨制冷压缩机的容积仅为r22的50%左右，并且管路系统的容积也会以相同的比例减少；另一方面，因为氨具有良好的传热性，从而使得冷凝器与蒸发器的换热面积也可相对减少。
![制冷剂性质、制冷剂的替代[文字可编辑]](https://uimg.taocdn.com/5f57002026284b73f242336c1eb91a37f111328a.webp)
低碳经济下的新型制冷剂的研究与应用摘要:通过课堂的学习，我们了解了普通的制冷剂大多都是氟利昂家族中的成员，对地球的臭氧层有严重的破坏，为了构件低碳和谐社会，我们有必要研究出新型的制冷剂，即第四代制冷剂,这篇文章分析了新型制冷剂研究与应用现状,提出第四代制冷剂的发展方向。
关键词:低碳;全球气候变暖;第四代制冷剂1制冷剂的发展历程随着制冷空调行业的发展,制冷剂的发展经历了一个逐步完善的过程,从某种意义上讲,制冷剂的发展历史中,蕴涵着替代制冷剂从无到有、从不完善到完善的发展历史,替代制冷剂研究的着眼点也从小系统放眼到整个大环境。
制冷剂发展的每一个新阶段都意味着一定类型新替代制冷剂的提出。
制冷剂研究主要可分为以下四个阶段。
1.1初始阶段(以能用即可为选择标准)制冷剂的历史可回溯到1834年美国人JacobPerkins发明的世界上第一台制冷机中采用的制冷剂—乙醚。
此后, 1866年二氧化碳被用作制冷剂,1872年英籍美国人Boyle又发明了以氨为制冷剂的压缩机。
这个阶段制冷剂筛选的一条重要准则是“易获得性”,只要沸点等物性合适就拿来试用,于是从橡胶馏化物开始,乙醚、酒精、氨/水、粗汽油、二氧化硫、四氯化碳、氯甲烷等一些当时能得到的流体都是曾经使用过的早期制冷剂,但几乎所有早期的制冷剂都或是可燃的、或是有毒的、或是两者兼而有之,有些还有很强的腐蚀和不稳定性,有些压力过高,事故经常发生。
1.2第二阶段(以安全与耐久性为选择标准)随着制冷行业大力发展,人们急需寻找安全、稳定、性能良好且容易获得的制冷剂,于是制冷剂发展进入了第二个阶段,卤代烃类制冷剂(CFcs和HCFCs)的发现和开发是这个阶段的主要特点。
美国杜邦公司1931年首先开发得到CFC -12(R12,CF2Cl2),并将其工业化,我们常说的“氟里昂(Freon)”就是该公司过去长期使用的商标名称。
随后,一系列CFCs和HCFCs陆续出现,例如, R11于1932年、R114于1933、Rll3于1934年、R22于1936年、R13于1945年、R14于1955年相继问世。
二氧化碳跨临界循环的理论分析与研究乔丽李树林西安建筑科技大学710055摘要：本文主要对自然工质二氧化碳的替代进行研究。
对其热力性质、循环特性进行分析研究，以求进一步完善R744循环。
关键词：自然工质跨临界循环热泵气体冷却器Theoretical Studies and analysis on Transcritical CO2 CyclesAbstract: This paper studies the CO2which one of natural refrigerant, analyzes its thermal properties, the character of CO2 cycle, to make transcritical CO2 cycle more perfectly.Keywords: natural refrigerant, transcritical system, heat pump, gas cooler1前言当前环境问题已成为一个重要的全球问题，其中臭氧层破坏和温室效应问题直接关系到人类的健康和生存，引起了人们的高度重视。
在制冷及热泵装置中广泛使用的CFCs、HCFCs工质是引起臭氧层破坏的主要原因，而且，这些工质为温室气体，已列入逐步被淘汰之列。
制冷空调行业为了适应CFCs和HCFCs制冷工质的淘汰，纷纷转轨使用HFCs，人们一直认为HFCs 是CFCs制冷工质的长期替代物。
现在《京都议定书》又将HFCs列入了温室气体清单中，要对它们的排放加以控制。
国内外制冷空调行业均在探索如何总结历史经验，寻求正确、科学地解决由于环保要求提出的制冷工质替代问题，力争少走弯路。
为了应对环保要求的挑战，在寻找、开发替代制冷工质的过程中，逐渐形成了两种替代路线：即以美国、日本为首的国家仍主张使用HFCs[1]，包括开发纯组分的新一代制冷工质或二元、三元共沸和非共沸混合物；德国、瑞士等欧洲国家主张使用自然工质，包括HCs、CO2、NH3等。
CFC、HCFC、HFC等制冷剂替代的相关情况1. 蒙特利尔议定书》对某种物质的禁用是明确的，而《京都议定书》只是对温室气体总排放量提出要求，并不涉及具体禁用。
2. 现在需要作的是让两者统一。
任何降低效率的制冷剂替代品在地球变暖方面的负面影响将超过正面影响（如寿命周期的温室效应气体（GHG）排放或TEWI）。
当泄露非常低时，制冷剂ODP与GWP 的重要性就会降低。
低ODP与GWP的制冷剂对环境的最坏影响是制冷剂泄露所造成的能耗增加，从而提高了CO2和其它GHG的排放。
即使是零GWP制冷剂，由于效率下降也会对环境造成影响。
3. 蒙特利尔议定书成功地禁用了CFC制冷剂，并将最终禁用HCFC。
发展中国家内CFC的禁用预期将在2010年完成。
中国已于2006年提前实现。
4. 1997年12月在日本京都召开了联合国气候变化框架公约会议（UNFCCC）的第3次会议，会上确定了6种温室效应气体。
HFC也包括在京都议定书规定的气体中。
5. 虽然研究人员在探索天然工质作为HCFC和HFC的替代物方面进行了卓绝的研究，但还没有找到R22的理想替代物。
欧洲联盟国会要求加速R22（HCFC）的禁用日程，给制冷和空调业制造了强烈的反应。
欧洲联盟对HCFC于2005年1月1日起禁用。
6. 丹麦已经超出了京都议定书关于二氧化碳排放量的规定，并于20020年（可能是2000）在其领土范围内禁用HFC。
7. 丹麦政府提议，现在制冷系统中所用的全部HFC都应被禁止。
丹麦政府关于禁用HFC的提议对欧洲制冷和空调业是一次冲击。
而在美国和日本HFC原先被宣称是CFC的长期替代物。
8. 由于关系到HFC制冷剂是否能长期应用，化工部门可能在决定投资兴建有关生产设施方面举棋不定，从而影响HFC的供应。
9. 在《蒙特利尔协议》中已经规定包括R22的HCFC是过渡性制冷剂，发达国家从2004年、发展中国家从2015年开始，逐步限制并淘汰这类HCFC类制冷剂。
国内外自然工质发展现状随着氯氟烃类人工合成制冷工质的大量使用，其导致的臭氧层空洞及温室效应问题引起了全球的广泛关注。
为保护地球环境，无论是1987年制定的《蒙特利尔议定书》还是1997年制定的《京都议定书》，替代CFCs的进程在不断加快。
为了自然环境的长期安全，制冷剂的选择应避免使用那些最终排放到生物圈并影响生态平衡的人工合成工质，自然工质成了不错的选择。
于是，CO2，碳氢化合物，氨，水等自然工质，再一次得到重视和研究。
1、水水作为一种自然资源，作制冷剂，不会对环境造成任何破坏。
水做制冷剂在吸收式制冷系统中已有几十年历史，某些场合也被用作直接冷却的工质。
近年来，以水为工质的压缩式制冷得到了重视。
水的物理特性决定了系统运行压力远低于常压，因此系统真空度的保持就十分重要。
另外，该系统的压缩比较高，容积流量较大，需要采用专门压缩和多级压缩的方式。
在中高温热泵领域，水被认为是一种理想的工质，研究和开发适宜低压水蒸气的制冷压缩机是以水为工质的应用技术关键。
2、氨氨做制冷剂已有120年的历史，至今仍被用于各国的大型工业系统。
其优点是ODP=0，GWP接近0，压力适中、单位制冷量大、放热系数高、具有良好的热力性能，价廉且容易检漏，多用于当今25KW以上采用往复式或回转式压缩机的标准制冷装置。
新设计的系统中所需氨的充灌量已大为减小,系统的密封性能有较大的改进。
氨的缺点主要是其毒性、可燃性以及刺激性气味。
但是氨密度比空气小，很容易从房顶逸出室外，而且极易溶于水，还有强烈的刺激性气味，这些性能大大减少了事故的发生。
通过近几年的研究和开发，新型氨制冷系统已经有效的解决了安全性问题，新设计的氨充注量已大大减少，密封性能也有较大改进。
目前的大型氨制冷装置都可靠的报警系统和氨清除系统，在集中空调系统、大型超市等氨制冷系统中，一般采用带有载冷剂的间接制冷系统。
由于氨不溶于普通润滑油，氨制冷机的润滑成了困难。
为将氨的应用范围进一步扩展到小型机组,，主要的研究任务应是开发气体冷却的半封闭或全封闭压缩机。
洁净与空调技术ＣＣ＆ＡＣ２００６年第４期ＣＦＣｓ，ＨＣＦＣｓ类制冷工质的替代评述与展望河南理工大学杨运良☆涂中强摘要从环保，经济性和使用安全性角度分析了各自的特点和局限性。
指出环境不友好的过渡性替代物的应用会走技术改造的弯路，造成巨大的经济损失。
并指明：只要采取适当措施就可以使用环境性能经济性能都很好的碳氢类物质作为现在的和未来的制冷剂。
未来的制冷剂将不会使用氟利昂。
关键词碳氢制冷剂制冷工质替代可燃性二氧化碳氟利昂ＲｅｐｌａｃｅｍｅｎｔＯｆＣＦＣｓ，ＨＣＦＣｓ：ＲｅｖｉｅｗａｎｄＰｒｏｓｐｅｃｔＢｙＹＡＮＧＹｕｎｌｉｎｇ★ａｎｄＴＵＺｈｏｎｇｑｉａｎｇＡｂｓｔｒａｃｔＦｒｏｍｔｈｅｐｏｉｎｔｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｅｃｏｎｏｍｉｃａｎｄｓａｆｅｔｙ，ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｓａｒｅａｎａｌｙｓｅｄ．Ｔｈｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｉｓｔｈａｔ，ｉｔｗｉｌｌｃａｕｓｅａｇｒｅａｔｅｃｏｎｏｍｉｃｗａｓｔｅｔｏｕｓｅｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ－ｈａｇａｒｄｏｕｓｔｒａｎｓｉ－ｔｉｏｎａｌｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｓ．ＴｈｅＨｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｓｃａｎｂｅｗｅｌｌｕｓｅｄG ｗｈｅｎｐｒｏｐｅｒｃａｒｅｉｓｔａｋｅｎ．Ｆｒｅｏｎｗｉｌｌｎｏｔｂｅｕｓｅｄａｓｒｅｆｒｉｇ－ｅｒａｎｔｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＨｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｓＲｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅＦｌａｍｍａｂｉｌｉｔｙＣａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅＦｒｅｏｎ★ＨｅｎａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｉｎａ☆杨运良，男，１９６３年１１月生，大本，教授，研究生导师４５４１５０河南焦作市河南理工大学安全科学工程学院（０３９１）３９８０６４２收稿日期：２００６－０４－２５修回日期：２００６－０５－２３１引言由于ＣＦＣｓ，ＨＣＦＣｓ类制冷工质以其无毒，不可燃，无刺激性，适中的压力，较高的制冷系数等优点，以前被广泛使用。
可再生能源供暖制冷典型案例可再生能源供暖制冷的典型案例之一是丹麦的地热供暖系统。
丹麦作为可再生能源利用的领军国家之一，广泛采用地热技术来实现建筑物的供暖和制冷。
案例：丹麦地热供暖系统
1.项目概述：该项目位于丹麦某城市，采用地热能源作为主要的供热和制冷来源。
2.地热井采暖系统：通过在地下打井，利用地下热能，该系统通过地热井采暖技术，将地下的热能引入建筑物，实现供暖。
这一过程中不涉及燃烧化石燃料，减少了温室气体的排放。
3.热泵技术：地热能源通过热泵技术进行升温，提供足够的温暖空气。
当需要制冷时，系统可以反向运作，将热能从建筑物排放到地下，实现制冷效果。
4.智能控制系统：该系统配备智能控制系统，通过实时监测建筑内外的温度变化，调节地热井的工作状态，以保持建筑物的舒适温度。
5.环保效益：丹麦地热供暖系统的优势在于充分利用地下的可再生能源，减少了对传统能源的依赖，提高了供暖和制冷的能效，对环境产生的影响较小。
这个案例体现了可再生能源在供暖和制冷领域的成功应用，为减缓气候变化、提高能源利用效率提供了一个良好的范例。
这种技术的推广应用有助于实现低碳、环保的城市供暖制冷系统。
制冷剂的替代与环境的可持续发展作者：金凤来源：《城市建设理论研究》2013年第20期【摘要】制冷技术被广泛的应用在家用电器、商用冷冻冷藏及医疗、科研等领域，在人们的生活中发挥着至关重要的作用。
我们常用的制冷剂多为CFCS和HCFCS。
但是这些物质对臭氧层有很大的破坏作用，并产生温室效应，因此替代制冷剂的研究，对保证人们的正常生活具有重要的作用。
【关键词】制冷剂的替代，可持续发展中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：引言目前制冷空调行业中使用的制冷剂多为CFC（氯氟烃的统称）和HCFC（含氢氯氟烃）。
这些物质由于对臭氧层具有破坏作用并产生温室效应，因此其替代研究已成为热点课题。
本文在回顾制冷剂发展的历史中，发现制冷剂的替代发展有两条主线。
一条是提高系统的能效比，另一条就是可持续发展的环境观。
随着人们环保意识的增强，可持续发展的观点越来越深入人心。
因此作者认为，在当前的制冷剂替代研究中，应首先考虑对环境的可持续发展。
二，当前的制冷剂与制冷剂的替代2.1 当前的制冷剂及其存在的问题制冷剂的发展经历了三个阶段第一阶段，从1830年到1930年，主要采用NH3、CO2、H2O等作为制冷剂，它们有的有毒，有的可燃，有的效率低，用了约100年的时间。
第二阶段，从1930年到1990年，主要采用CFCs和HCFCs制冷剂，使用了约60年。
第三阶段，从1990年至今，进入了以HFCs（含氟烃）为主的时期。
由于行业发展的惯性，目前使用较多的制冷剂是CFCs和HCFCs，其次是HFCs。
（对于CFCs发达国家已于1996年1月1日起禁止生产和使用，但一些发展中国家仍然在使用。
）CFCs的禁用是因为CFCs会在大气中分裂并释放出破坏臭氧层的氯原子。
据UNEP(联合国环境规划署)提供的资料，如果平流层的臭氧总量减少1％，预计到达地面的有害紫外线将增加2％。
有害紫外线的增加，会产生以下一些危害：使皮肤癌和白内障患者增加，损坏人的免疫力，使传染病的发病率增加。
《高温热泵中R245fa的环保替代工质研究》篇一一、引言随着全球气候变化和环境保护意识的日益增强，环保问题成为了社会各界关注的焦点。
制冷空调系统中的工质使用对环境产生重要影响，因此，寻找环保替代工质成为了一个迫切的需求。
在高温热泵系统中，R245fa作为一种常用的工质，因其具有优异的热力学性能而备受关注。
然而，R245fa也具有一定的环境影响问题。
因此，研究环保替代工质，对推动绿色、可持续发展具有重要的意义。
二、R245fa的特性和环境问题R245fa是一种常用的制冷剂，具有较高的热力性能和良好的物理化学稳定性。
然而，R245fa的使用也存在一些环境问题。
首先，R245fa的全球变暖潜能值（GWP）较高，对大气环境产生较大的温室效应。
其次，R245fa在泄漏后可能对臭氧层造成破坏。
因此，寻找R245fa的环保替代工质成为了当务之急。
三、环保替代工质的筛选为了寻找R245fa的环保替代工质，需要考虑其物理化学性质、热力学性能以及环境友好性等因素。
通过文献调研和实验研究，发现以下几类工质具有较好的潜力和应用前景：1. 自然工质：如碳氢化合物、氨等，具有较低的GWP值和良好的热力学性能。
然而，其可燃性和安全性问题需要引起关注。
2. 低GWP值工质：如R32、R1234yf等，具有较低的GWP 值和良好的热力学性能，且在安全性和环保性方面表现优异。
3. 混合工质：通过混合多种工质来优化其性能，如通过降低排放温度、提高循环效率等。
同时，混合工质还能有效降低GWP 值和ODP值（臭氧破坏潜能值）。
四、实验研究及结果分析为了进一步研究环保替代工质在高温热泵系统中的性能表现，我们进行了实验研究。
首先，我们选择了若干种环保替代工质进行实验测试，包括自然工质、低GWP值工质和混合工质等。
通过对比分析其在高温热泵系统中的热力学性能、循环效率以及GWP值和ODP值等指标，我们发现低GWP值工质在性能上与R245fa相当，且在环保性方面具有明显优势。
制冷技术中的制冷剂替代研究一、前言随着人们对环境保护日益重视，传统的制冷剂已经受到了广泛的质疑。
现在，制冷科技正在积极的研究替代制冷剂，以确保环境的持续稳定，保护我们的星球。
二、制冷剂概述制冷剂是制冷系统的核心，其作用是吸收室内热量并排放到室外环境。
在历史上，制冷剂主要分为两大类：氯氟烃类制冷剂和非氯氟烃类制冷剂。
1.氯氟烃类制冷剂氯氟烃类制冷剂，如CFC、HCFC和HFC等，是以氟、氯等卤素元素为基础的化学物质。
由于其在对臭氧层的破坏性作用，产生了广泛的警觉。
因此，主要生产国家已经全面禁止了氯氟烃类制冷剂的使用。
2.非氯氟烃类制冷剂非氯氟烃类制冷剂，如CO2、HC等，不含卤素元素，因此不会对臭氧层产生破坏性影响。
但是，这些替代品在目前的制冷技术中存在继续研究的问题。
三、CO2制冷剂二氧化碳是当前非常流行的制冷工质，也称为R744。
相对于氯氟烃类制冷剂，二氧化碳制冷剂可有效解决环境问题。
1.环保二氧化碳对纯净自然的影响比氟氯碳小得多，因为它的全球气候变化潜势（GWP）为1，而CFC-12和HFC-134a的GWP分别为10,900和1430。
2.高效二氧化碳制冷剂的制冷效率要高于其他替代品。
这意味着冷气系统使用二氧化碳制冷剂可以更少地能源来运行，并产生更少的碳排放。
3.安全二氧化碳作为一种天然气体，不会像其他限制性制冷剂那样引起火灾和爆炸的潜在威胁。
四、HFC制冷剂HFC制冷剂是氟化氢碳的缩写，它们是最近几十年中被广泛使用的制冷工质之一。
HFC代表一种颇具前途的先进制冷剂，因为它们不会对臭氧层造成破坏。
1.优点HFC替代品代表了一种灵活的制冷方案，可以轻松应对不同领域的需求。
其使用方便，适用范围广泛。
2.缺点HFC替代品主要的问题在于其对气候变化的影响。
由于HFC对全球变暖的潜在影响，一些国家和地区已经开始逐步淘汰HFC类制冷剂。
并正在加快使用替代HFC的替代品，例如液氨和二氧化碳。
五、其他替代品除了CO2和HFC制冷剂外，还有一些其他的替代品。
丹麦、瑞士制冷剂替代：以自然工质与环境和谐相处-电气论文丹麦、瑞士制冷剂替代：以自然工质与环境和谐相处中国家用电器协会王雷环境保护部部对外合作中心李小燕2015 年12 月5 ?12 日，国家外经办组织中国相关机构、协会、大专院校的专家组成访问团赴丹麦和瑞士考察和交流自然工质制冷剂应用及相关国际标准。
此次访问有关制冷剂HCFC 淘汰，目的是了解和学习欧洲在制冷空调行业采用臭氧友好和气候友好的创新替代技术及其经验。
在访问中，访问团成员与丹麦和瑞士的政府官员、专家等，就低全球变暖潜值替代技术的相关政策法规和标准、应用经验进行交流，并参观了生产制造车间、设备装配车间、自然工质制冷剂应用典型项目的现场。
丹麦和瑞士的做法给访问团成员带来很多思考，值得中国家电业界深思。
第一站：丹佛斯丹麦总部及工厂丹佛斯是一家跨国公司，也是制冷空调领域的知名企业，主要生产制冷空调暖通设备中的膨胀阀、散热器恒温控制阀等，也曾是小型制冷压缩机行业中最著名的企业。
在该公司总部诺德伯格,访问团与丹佛斯制冷空调部件部门进行了交流，并参观了阀制造车间等。
双方的交流议题主要集中在空调制冷设备制冷剂的替代技术上。
丹佛斯自控制冷及自动控制公共及工业事务总裁Funder-KristensenTorben 介绍了公司面对气候变化、安全、能效，基于相关的国际和地区政策、相关的国际和区域性产品安全标准，以及在制冷剂替代上的考量。
参观丹佛斯的阀制造车间时，访问团需全副武装，穿上安全鞋套、防护马甲，并戴上防护眼镜。
生产车间的自动化程度很高，机器人承担各种工作，工序间的物流组织和衔接流畅，仅有很少的工人在现场照看机器。
同时，整个车间的现场管理水平很高。
作为丹佛斯的看家产品，阀的核心技术是热膨胀气体感应包内工质的蒸发温度和压力适合，有的要用复合制冷剂。
阀的材料是不锈钢与铜的复合管，两片热压，相当于邦迪管。
这种材料的好处是便于焊接。
在工艺上，丹佛斯在感温包等部位的焊接可靠性高，增加控制精度，采用胶和激光焊粘合。
这与德国汽车部件焊接的技术类似，金属材料用胶加激光焊接粘合将成为一种趋势。
据介绍，胶的配方是企业的商业秘密。
最后，访问团参观了丹佛斯展览馆。
身在其中，可以看到各类精巧耐用阀产品在演化过程中不同阶段的形态。
这使访问团感受到创新和积累的关系密不可分。
第二站：Bundgarrd 公司Bundgarrd 是一家中小型企业，位于丹麦瓦埃勒，公司占地面积不大，现场员工数量十余名，具有制冷设备的设计和装配能力。
在现场可以看到，车间内摆放着大大小小的制冷设备，有的已经装配完成，有的正在装配，院内则摆放着几台准备出货的设备。
据Bundgarrd 有关负责人介绍，公司一年可以生产65?70 台热泵机组, 功率为0.8 ?200kW，包括螺杆机和活塞机。
公司从创立之初就全部采用天然制冷剂R290，设备中制冷剂R290 的充注量从5kg 到23kg 不等。
该公司已经生产制冷设备生产15 年，全部为定制设计生产，售出设备均运行良好。
配合R290 制冷剂的应用，Bundgarrd 增加了气体探测器和排风扇等设备。
生产线现场，没有储液器，器件均为防爆产品。
生产和使用安全有保障。
若发生制冷剂泄漏，气体探测器将触发报警，机组将强制停机，用户可以通知供货商进行检修。
在公司的历史上，还未发生过重大的安全事故，仅出现过压缩机和阀件泄漏触发的停机。
丹麦从2001 年开始对HFC 征收碳税，现在对HFC 的限制充注量为不超过10kg。
政府鼓励采用低碳制冷剂。
R290 的就价格是40 欧元/kg，R134a 是150 欧元/kg。
尽管目前R290 设备的市场价格高于HFC 设备，但其能效水平能够提高10% ?20%，一些环保和节能要求较高的政府建筑和商用建筑更愿意使用R290 设备。
第三站：江森自控丹麦公司江森自控是一家美国公司，其丹麦公司位于丹麦第二大城市奥胡斯。
这个城市人口约32 万人，其中5 万余人为在校大学生。
访问团参观了江森自控的客户与培训中心。
该企业负责人和技术专家向访问团介绍了丹麦制冷行业的情况。
据介绍，丹麦制冷设备主要用于食品冷库和冷链设备，如用于肉食、乳制品、饮料等食品的加工、运输、存储和零售等环节的保鲜。
由江森自控设计建造的冷库全部采用氨制冷，冷水机组为定制生产。
江森自控的专家从平均GWP 值的角度对欧盟的F-GAS 法案进行了解读。
目前的F-GAS 法案以2009 ?2012 年的平均水平作为基线，根据计算，基线年各种含氟气体的平均GWP 值约为2000，到2030 年要削减79%，届时平均GWP 应为420 ；假如欧盟决定采取更加激进的减排方案，即2030 年削减85%，平均GWP 则需下降到300。
丹麦的含氟气体法从2002 年开始实施，各企业为此进行了大量研发工作。
用户和制造上学会使用低GWP 制冷剂，超市采用CO2，没有第二种技术；工业上用氨，制冷用碳氢工质。
家用制冷设备均采用自然工质，且充注量低于150g，无须安全评估。
充注量超过10kg 的设备，需要申请进行评估，一般用途将得不到批准。
访问团还参观了江森自控给自己办公楼配备的采用R290 的冷水机组空调系统。
根据欧盟标准，该设备专门设计了机器室，出于安全考虑，特别是在维修中的安全，压缩机等核心组件均位于独立的机器室中。
设备安放在办公楼外，与楼门相邻，设备与门之间建有一道防护墙，设备与墙之间有60cm 的距离。
第四站：丹麦技术研究院制冷热泵中心.丹麦技术研究院制冷热泵中心的专家向访问团介绍了丹麦含氟气体相关的政策。
丹麦自2001 年起推出碳税政策，限制含氟气体使用；2002 年颁布禁令，在部分应用领域禁止使用HFC。
自2011 年起，丹麦进一步提高了碳税标准，对每吨CO2当量含氟气体征收150 丹麦克朗（约合20 欧元）的碳税。
2002 年，丹麦颁布了第552 号法案，从2006 年1 月1 日起全面禁止进口、出售和使用含HFC制冷剂的新产品。
法案对充注量在0.15?10kg 的设备以及维修用途的HFC 给予豁免，对于充注量大于10kg 的热泵、空调设备、除湿机等给予一定的宽限期，从2007 年1 月1 日起禁止。
HFO 同样适用于该法案。
对于没有合适的替代品或特殊用途的设备，应单独申请豁免。
据介绍，每年仅有30 ?50 个设备申请豁免，通过审查的数量为20 ?30 个。
如果违反政策和禁令，通过化学品检验被发现或被举报，按照法规将受到处罚。
丹麦主要的制冷设备包括医用冷柜、超市冷藏冷冻设备。
过去15 年，约5000 万丹麦克朗的费用用于设备开发，HC 设备能力大大增强。
目前，这些设备均采用自然工质，大于200kW 的冷水机组采用氨系统、中等规格的用碳氢工质，冷冻设备用CO2。
上述措施使丹麦HFC 使用量在2015 年基本回到1999 年的水平，约为400 吨。
丹麦历史上含氟气体排放的最高值出现在2007 年，为85 万?90 万吨CO2 当量。
丹麦的目标是在2006 ?2020 年减排1200 万吨CO2 当量的含氟温室气体。
据介绍，2017 年，丹麦技术研究院制冷热泵技术中心将进行一个R290热泵用于自来水加热的项目。
采用R290 的原因，主要考量其低碳且能效高。
第五站：瑞士联邦环境能源交通信息署在瑞士，访问团拜访了瑞士联邦环境能源交通信息署，与该署空气污染控制与非电离辐射司的官员和有关专家进行会议交流，并调研参观了3 个自然工质制冷剂应用案例。
据介绍，瑞士环境保护联邦法规旨在保护人类/ 动植物受有害影响或滋扰, 保持土壤肥力；并考虑对污染特别敏感的群体，如儿童、病人、老人和孕妇。
该法规有两个原则：一是排污者买单原则，任何人，如果导致根据该法的规定而采取的措施，应当承担这些措施的费用；二是预防原则，无关现有污染, 在经济上可以接受的前提下, 应尽可能地在技术以及运作条件允许的情况下，通过预防措施限制排放, 是对早期预防措施的限制。
瑞士环保署的专家介绍了瑞士针对大气中稳定物质（含氟温室气体）的管理规定。
该法案的目标包括：以最小边际成本降低含氟温室气体的排放；限制未来需要监管的新应用的发展；避免潜在的政策漏洞（未管制的持久性含氟温室气体）；支持工业界开发长期可靠的技术与战略；推动对化学品全生命周期的管控；推动对环境友好技术的开发和市场化。
采取的策略有：限制相关产品与技术不可用或不环保用途含氟温室气体的使用；必要情况下可在关键用途上基于技术正当要求予以豁免；对于允许的含氟温室气体使用实施减排方法；考虑子行业的自愿承诺。
可见，瑞士针对不同领域、不同技术，采取并制定了不同的削减目标。
该法案的政策基础是1983 年制定的瑞士国家环境保护法，以及在2005年制订的《关于使用特殊危险品、准备与条款的风险防护条例》。
其中，条例附录是物质在不同领域应用的列表。
该列表于2015 年进行了更新。
被禁用的定义为在空气中稳定的化学品（包括HFC）。
其附件2.10 规范了制冷剂领域，禁止家用空调使用HFC，制冷剂充注量超过3kg 的要求报告，维修须记录，每年有泄漏量控制报告，每年检测泄漏率。
对于制冷量超过1000kW，冷凝侧是空气的产品要求贴标签。
大于600kW，空调和热泵禁令，大冷量的可以不用HFC，有技术可以解决方案。
家用空调小于600kW 的不禁止使用，因为用HC可能成本太高，所以不禁止。
如果达不到EN378 安全标准的可以豁免，但需要一个个案例审批。
Walter Wettstein 公司的专家介绍了关于氨冷却设备重大事故的预防措施。
氨气具有较高的健康危害，主要包括腐蚀皮肤、眼睛、肺部，300ppm 下暴露会立即危及生命与健康，在15% ?28% 空气体积浓度下可燃，在封闭空间内泄漏时遇点火源可引起爆炸。
瑞士的方法是建立系统用以评估氨冷却装置重大事故破坏潜力，并规定适当的预防措施。
瑞士重大事故条例是根据阈值量确定不同等级风险与预防措施的适用性。
其中，阈值量分为200kg 及以下，200 ?2000kg，2000 ?20000kg，20000kg 及以上几个等级。
在个案中，按照不同的等级采用控制与评估适用性的程序，评估内容包括破坏潜力评估、风险评估以及总体的安全方案。
根据SN/EN378和EKAS 6507 的技术规定，选择合适地点，控制进入，采用适宜的安全距离，置换危险物质或限值用量，避免有害过程、方法或操作步骤，规范存储，使用安全设备，各类可靠的测量或控制系统，系统间独立运行，充足的警告与报警系统，监测与规范设备及关键安全部件的维修，确认相关责任、员工的告知与培训等。
在此后的项目实地考察中，访问团先后参观了位于Zurich 的一家医院和一个居民小区、位于Neuendorf 的某大型连锁超市的大冷库。
