合成类HCFCs替代制冷剂的研究进展

　　制冷空调行业是与国民经济发展息息相关的装备产业,近10余年来,行业年均增长率一直保持在2位数的高水平上,多项产品产量已稳居世界第一。在制冷空调系统中,制冷剂被形象地称之为/血液0。制冷剂选用的恰当与否,不但对整个系统的效率、设备造价、安全运转等有着巨大影响,而且制冷剂的排放、泄漏对人类生存环境影响也很大。

　　目前,我国制冷空调行业使用量最大的制冷剂是HCFCs,主要包括R22,R123,R141b和R142b等,其中R22又占了绝大部分。2007年9月在加拿大蒙特利尔召开的5蒙特利尔议定书6第19次缔约方大会上,国际社会进一步达成了对于加速淘汰HCFCs的决定。在最新的淘汰时间表中,第5条款国家对于HCFCs物质的最终淘汰时间被提前了10年。同时,冻结基点和启动年限比以前也都有了大幅的提前。按照新的调整案,2013年HCFCs物质的生产和消费须要冻结在2009年和2010年的平均水平上(基线水平),2015年实现削减HCFCs物质的生产和消费量基线水平的10%,2020年实现削减HCFCs物质的生产和消费量基线水平的35%,2025年实现削减HCFCs物质的生产和消费量基线水平的67.5%,2030年实现削减HCFCs物质生产和消费量基线水平的97.5%,仅仅保留基线水平的2.5%用于原有设备的维修。中国是世界上最大的HCFCs物质生产国和消费国,据统计,2007年我国HCFCs物质的产量占到全球的70%左右,消费量占到全球的50%左右[1]。巨大的生产和消费规模,HCFCs物质的加速淘汰,将使得我国面临更大的压力和挑战,中国制冷空调行业的履约形势严峻而迫切。

　　在积极关注5蒙特利尔议定书6的同时,还必须重视和考虑另外一个对制冷空调行业未来发展具有极大制约和影响的议题,即5京都议定书6的规定。对全球的制冷空调行业而言,目前普遍采用的对臭氧层没有破坏作用的替代制冷剂HFCs,恰恰属于5京都议定书6所列明的应实施减排的温室气体。国际社会对全球变暖所导致的人类生存环境不断恶化的问题给予了前所未有的重视,在5联合国气候变化框架公约6和5京都议定书6的基础上,加速推动温室气体减排、减缓全球变暖趋势的呼声日益高涨。

　　在制冷空调行业, R134a, R410A, R407C和R404A等是较早提出的HCFCs替代物,已逐步应用于空调、制冷(热泵)、低温等领域,对HCFCs的替代起到了积极的作用。但是,这些主要替代物的GWP值均较高,泄漏后会造成较为明显的温室效应。因此,制冷空调行业一直在致力于新型替代制冷剂的探索,如R1234yf(R1234ze), R744,R32,R290,R717,国产ZCI系列和DYR系列等,其中R744,R290和R717属于自然制冷剂,国内外已有许多学者和研究机构对它们开展了深入的研究,取得了大量成果,笔者不再赘述。而R32,R1234yf(R1234ze), ZCI系列和DYR系列这些合成类替代制冷剂是近几年才提出的研究方向,取得了一些新的研究成果,在制冷空调领域体现出替代HCFCs制冷剂的潜力。