将制冷设备改换用无损臭氧的制冷剂

在制冷技术选择CFC的替代，需根据特定的应用及技术选择而定。在商业制冷领域可用HFC而在小型紧凑且安全性容易掌握的设备中，可用碳水化合物作为制冷剂。Drop-in混合物适用于设备更换。用R22作为CFC的替代，虽然在某些条件下还是可能的，但这却是一项落后的技术，同时考虑出口机会的因素，应对此尽可能多的不用CFC。对此感兴趣的公司，有义务在相应范围内不再使用CFC。GTZ和NEPA保持联系，NEPA的认可是项目执行的先决条件。 1974年发表的理论指出，象CFC这样的氯化及溴化碳氢化合物以及甲基溴化物会造成平流层臭氧减少。保护臭氧层的蒙特利尔条约于1988年9月16日由29个国家签定并于1989年1月1日生效。该协议定义了中期不允许使用的各种有害臭氧的物质，其中的主要代表是CFC。被称为A2的工业国家（因是在协议第二条上列出的，所以称为A2），在1996年便已经禁止使用CFC，而被称为A5的发展中国家的CFC使用极限规定从1999年生效。从2010年起则不再允许使用CFC。对于卤素及甲基溴化物则另有期限。作为A5的中华人民共和国和167个其它国家一起签定了该协议，因此也受该规定约束。 在蒙特利尔协议中列出的物质，应用于很多领域。其应用有： 制冷技术中的CFC（尤其是R11、R12、R13B1、R500、R502）。 泡沫的膨胀剂，比如床垫、汽车座椅、装配泡沫、硬泡沫以及房屋建造。 在电工技术及油漆工业作为清洗剂用的溶解剂。 喷雾罐中作为膨胀剂中的喷雾介质。 作为灭火剂的卤素。 作为灭虫剂中的甲基溴化物。 通过限制以及其后的禁止使用CFC，使得CFC量不断减少。对于制冷设备商以及制冷设备运行者来说，有多种需求性： 1、新设备生产中要尽快转成用新的制冷剂，这样使CFC的整体量减少。由于设备维护消耗CFC量少，目前以及在未来有更多CFC用于一些老的设备。 2、装有CFC的现有设备，如果质量较高，可以使用的期限还较长，那么应该尽快改换成新的制冷剂（“Retrofit”），以节省CFC并利用从设备中得到的CFC。 3、服务企业必须要能够生产和维修装有新的制冷剂的设备。这同时也包括培训、新制冷剂及油的协调以及相应的工具。 商业制冷领域是制冷技术中使用CFC较多的领域。如果不在这个领域采取措施，则很难完成蒙特利尔条约规定的要求。必须尽早制定和实施脱离CFC的长远策略。 在制冷技术领域中有多种技术作为CFC的替代。每一种技术均有各自的优缺点。所用的制冷剂是碳氢化合物及其衍生物。主要在制冷压缩机等方面有改变。所有物质的能量效率均较为接近，很难测出碳氢化合物有更大的优势。以下给出一概要介绍： HFC（部分氟化的碳氢化合物） HFC最出名的代表是R134a以及混合物R404A、R407A和C、R410A。这些物质对臭氧无害。有关功率数据和用CFC接近，也就是说对于使用普遍的CFC如R12和R502以及使用不太普遍的HFC均可以提供相应的热力学性能。其混合物为不可燃。 其缺点除了价格较贵以外主要是油溶解性能的改变。在很大的温度范围内，CFC与很多油均可混合。这样可以使用价廉的油，同时加工中剩余的油及油脂等，也不太有问题，因为其留在CFC溶液中。HFC的溶油性不好，需要使用其它油，否则不能保证油从蒸发器回流支压缩机中。目前使用HFC时，通常用油脂。这种价格较高并且吸湿。 在一定的含水量以上，酯油会在循环中分解并形成酸，该酸会在压缩机上形成积铜而损坏压缩机或使压缩机不能工作。在损坏的压缩机的图片上可看到轴承以及阀门的红颜色。在制冷设备中除了需要好的、和制冷剂相配的干燥机以外，还必须在设备注装前将设备进行充分干燥。干燥可以通过一高效的两级真空泵将设备抽真空相当长时间，在抽真空以前，不能将油注入设备。油不能储存在开口的容器内，而应将油从一储存器内抽到一真空容器中，塑料封口在防空气湿度进入方面不够严，应该使用带密封的金属封口。 尤其是在毛细管作为膨胀阀的小型设备中，要注意所有部件（毛细管、换热器、阀门、管道）不能有加工剩余的加工油及油脂等，否则可能由于溶解性不好而造成毛细管堵塞。在这种情况下，通过将设备安全技术性改装成适用于碳氢化合物，那么设备仍可继续运行。通过将毛细管稍微加热，通常的毛细管堵塞再次出现。 HFC不影响臭氧层，因此在蒙特利尔协议中对此也没有具体规定。然而HFC有温室效应潜力，因此于1997年在京都举行的气候会议的结束公告中的提及。这份关于减少温室效应的协议规定了减少由于CO2和其它包括HFC在内的5种气体对整体气候的影响，这份协议书在今后几个月被大部分国家批准后，仅对工业国家生效。 碳氢化合物 作为碳氢化合物的主要代表有R290（丙烷）、R600a（异丁烷）、R1270（丙烯）、R170（乙烷）以及由R600a和R290组成的混合物作为R12的替代，由R290和乙烷组成的混合物作为R22的替代。混合物的容积制冷率和被其替代的工质相接近。这些物质在日常生活中尤其是在燃烧（供热、烧饭、点火器）等过程中使用量很大，并且完全不损坏臭氧。 这类物质及其混合物的缺点是其可燃性。因此其使用和处理均要求有较高的安全措施。制冷设备中的电器装备或者不能露天的开关、或者必须进行保护起来（比如电气标准IP54）。此外设备必须要密封，并尽可能排除功率中断。国际上对于小的设备（冰箱、小的冰柜）一般要求可以简单地实现的安全措施，而对于大的设备（尤其是注装量超过1公斤，相对于2公斤R12）则需进行周密设计和规划。通常对于在结构上用分开的压缩机/液化器以及膨胀机构/蒸发器的设备，从安全角度考虑不用碳氢化合物。在修理时需要注意几条简单的安全规则。调度上和常规制冷剂不同，（比如外仓库）。如果使用盐水来分配冷量，那么在分支设备中使用碳氢化合物是安全的，然而这较为复杂且需要直接蒸发。 碳氢化合物可以使用和CFC所用同样类型的油，然而概据油、压缩机及其使用情况不同，常常需要粘度等级较高，否则就不能保证润滑性。假如用纯碳氢化合物，那么要求使用考虑容积制冷量改变的压缩机。使用混合物则有二种工质可能分解的缺点，尤其是给设备注装及补充注装采取特别措施时会碰到这种分解。 尽管碳氢化合物的量很多，在使用时，还是和每种其它制冷量一样，有必要进行协调。在制冷设备中使用要求的净度要比碳氢化合物燃料气体提供的净度要高。因此要进行适当的精炼。不能使用如LPG燃料气体，否则会给设备造成问题。 其它的替代 在个别情况下，也有用R22代替R12。由于其大的容积制冷量，需要一小的压缩机或大的驱动马达，同时高的压缩终点温度导致了R22在低的蒸发温度情况下只有通过三级压缩机以及中间冷却才可以用。此外，在蒙特利尔条约中提及R22，在工业国家的R22只有在一有限的期限内可以使用。从长远的角度来看，其不是一种替代物。优点是该制冷剂及油可以很快方便地得到。为改装现有设备，有各种含R22的混合物。这些更换时需将油换为烷基苯的混合物相对较贵并含有R22，因此其使用规定。然而其能达到将现有设备方便改换成对臭氧无害的制冷剂的目的，同时在容积制冷量、油特性方面均很适合。在新的设备中用这一制冷剂不是很有意义。只有在中国有用R22和R152a混合物。该混合物的油特性可以令人接受，并且容积制冷量和R12接近。然而其却是可燃的。因此使用时要按照上述的安全规则。 下表给出了R12的各种替代物的优缺点。所有制冷剂和当今技术有很大差别，因此需要进行在新的技术使用方面的培训。此外在各企业还需进行投资（寻漏设备、真空泵等）。 制冷剂 组别 压缩机 设备特性 油 安全性 在国际协议中提及情况 R12 CFC 基准参考 单质 甲基基苯、矿物油 不可燃 蒙特利尔协议， 2010年全部禁用 R134a HFC 汽缸容积及马达和基准参考差不多 单质 脂（PAG） 不可燃 在京都协议中提及 R22 HCFC 汽缸容（小30%）马达（大30%） 单质 甲基苯矿物油AB，[M] 不可燃 蒙特利尔协议中提及 各种R22 混合物 HFC EFC 汽缸容积及马达和基准参考差不多 混合物，小量的温度滑动 甲基苯矿物油AB，[M] 不可燃 蒙特利尔协议及京都协议中提及 R600a 碳氢化合物 汽缸容较大（大50%）马达大小接近 单质 甲基苯矿物。[脂] 可燃 没有国际性规定 R290 碳氢化合物 汽缸容较小（小30%）马达（大30%） 单质 甲基苯矿物。[脂] 可燃 京都协议中提及 R600a/R290 碳氢化合物 汽缸容积及马达和基准参考接近 混合物，大量的温度滑动 甲基苯矿物。[脂] 可燃 没有国际性规定 根据表中列出的优缺点，各种不同应用领域。在大部分应用中由R134a作为R12的替代。尤其是在商业制冷中常出现的带直接蒸发的分散设备中，目前R134a在世界范围中普遍得到使用。在冰箱应用中，有用R234a，但也越来越多地用碳氢化合物。碳氢化合物在小的范围内也用于紧凑式的商用设备中（销售冷柜），然而却几乎不用于在使用现场直接安装的制冷设备中。有一些超市用碳氢化合物，并用盐水系统进行冷量分配。虽然这一趋势在工业国家已可看到，然而在发展中国家由于还有较长的期限，因此这种趋势还不稳定和明显。 蒙特利尔协议及其补充文件中除了对有关物质的禁止条文以外，也规定了一“多国基金”，其是A2国家支付供于A5国家用于使用不损害臭氧的物质领域的项目。这一多国基金用于比如在中国的项目。A2国家（联邦德国也包括在内）也可以按照多国基金条件将其交付的钱直接用于项目。 资助包含物质方面的以及服务性方面的，比如培训、技术支持、工具等。不可以将资金直接汇交给相应的公司。然而（目前）却可以（部分）平衡公司二年间的因为更换部件而造成的多花的费用。公司自己也要承担一部分。 可以资助的项目是：可以直接导致减少CFC的项目。也就是说，需要生产用替代工质的制冷设备而进行的更换部分（培训、设备）是可以得到资助的。制冷设备的维护不能得到资助。然而制冷设备的改换却是可以被资助的，这通常造成费用的提高。部件（干燥机、换热器等）的生产厂厂家来说，有兴趣的是，将泡沫改用不含R11的技术是可以得到资助的。 资助的数