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要使臭氧发生消耗,这种物质必须具备两个特征 :含氯、溴或另一种相似的原子参与臭氧变氧的化学反应;在低层大气中必须十分稳定(也就是具有足够长的大气寿命),使其能够达到臭氧层。例如氢氯氟烃雪种HCF22和HCFC123,都有一个氯原子,能消耗臭氧,其大气寿命分别为 12.1和14年,且氢原子相对活泼,能在低层大气中发生分解,到达臭氧层的数量就不多。因此HCFC22和HCFC123破坏臭氧的能力比CFCs小得多。
空调行业的发展
在空调行业中,R22曾广泛应用,后因对臭氧层破坏大且释放温室气体,已被大多数国家所禁止,并转向R410a冷媒进行过渡使用(不破坏臭氧层但释放温室气体)。欧洲和日本普及使用或R290冷媒。在这两种冷媒中,由于的可燃性相比于R290略安全,中国空调企业正推进使用这种无毒微可燃的冷媒。
为加快研发制冷剂替代产品,近年来,环保部组织国内外各有关机构、行业协会、企业和科研院所针对空调器R22和R410A制冷剂替代技术开展了大量研发、协调和技术评估工作,终选择了以的R290(丙烷)作为替代品,并通过了3C认证。据了解,R290制冷剂来自提取物质,其对臭氧的破坏潜值(ODP)为零,**变暖潜能值(GWP)为3,具有非常高的节能效果,可以成为空调替代制冷剂的重点发展方向。
几种替代制冷剂的特性比较
HFC-152a的GWP较低,为140,而ODP=0。但HFC-152a易燃,必须配备在独立的二级循环设备,显然这也就意味着要增加额外的费用,如果用在汽车制冷行业会增加车的质量。CO2空调系统已绎存工业应用,但并未用到汽车上,主要是该系统要求高压力(所需压力是氟烃系统的10倍),因此不是优解决方案。
HFO-1234yf作为单一工质制冷剂,具有优异的环境参数,GWP=4,ODP=0,寿命期气候性能(LCCP)低于HFC-134a,大气分解物与HFC-134a相同。而且其系统性能优于HFC-134a。若选用HFO-1234yf替代HFC-134a制冷剂,则汽车生产商就可以继续沿用原车载空调(Mobile Air-Conditioning,MAC)系统。所以HFO-1234yf被认为较具潜力的新一代汽车制冷剂替代品,目前在西欧已被汽车生产商所接受。在2011年开始逐步推广。现将CO2、HFC-152a和HFO-1234yf这3种制冷剂与HFC-134a的特性作比较,
HFO-1234yf的GWP和大气寿命相比较其他替代HFC-134a的制冷剂具有明显的环境优势。它不受职业接触的限制,有较好的ATEL和LFL,而它的可燃性低于HFC-152a。且**独立实验室(SAE international)对HFO-1234yf的毒性和可燃性也进行了广泛的测试,并组织**进行了深入的评估,终得出HFO-1234yf虽有低度可燃性,但需要在有汽油出现的情况下(可燃性类似于HFC-134a)才能被点燃。因此,在汽车空调中,用HFO-1234yf替代HFC-134a是安全的。
HFO-1234yf优良的性能和广泛的用途,使其合成技术越来越引起了人们的关注。早在20世纪50年代杜邦和道化学公司就报道了HFO-1234yf的制备,当时HFO-1234yf主要用于聚合单体和共聚单体。20世纪80年代初,大金公司也开始进行了HFO-1234yf的技术开发。进入21世纪后,霍尼韦尔公司、杜邦公司对HFO-1234yf的研发进行了大量的工作,并申报了大量的专利。