R290是最终＂版本＂？浅析制冷剂发历程

　　6月28日，在深圳，国内首批“纯无氟”空调正式上市了，这也标志着新型环保制冷剂R290的时代已经到来！纵观制冷剂的发展历程，从民众熟知的氟利昂系列，到过渡性质更多一些的氢氯氟烃（例如R22）、氢氟烃（例如R410A）等替代品，再来到如今纯无氟的R290，制冷剂经过人类160多年的探索研究，可以说每一次更新换代都是一步大跨越！随着R290空调的上市，制冷剂最终“版本"问题又成为了人们议论的焦点，R290，它还有什么样的缺点值得科研人员再去攻关呢？今天笔者就来和大家聊聊制冷剂的那些事儿！

R290是最终"版本"？浅析制冷剂发展历程

　　人类最早使用制冷剂的历史要追溯到19世纪中叶了，雅各布.帕金斯（Jacob Perkins）在1834年建造了首台实用制冷机器，它最初使用的制冷剂是乙醚。随后，二氧化碳(CO2) 和氨(NH3)分别在1866年和1873年被用作了制冷剂。再往后，其他化学制品包括化学氰（石油醚和石脑油）、二氧化硫(R-764)和甲醚，也开始被作为蒸气压缩用制冷剂。

“红极一时”的氟利昂（图片来源于百度）

　　看完上面这些制冷剂是否感觉回到了上古时代？其实民众最先了解制冷剂普遍是因为它——氟利昂和著名的南极臭氧层空洞事件，话说氟利昂也挺“可怜”的，刚被人熟知就被逼着要“下架"了，不过科学要进步，优胜略汰这是必然的。所以，从此以后制冷剂的科研方向就走上了“不伤臭氧层”这条道路。其实氟利昂破坏臭氧层并不是因为“氟”元素，而是因为“氯”元素，氟利昂分子上升到平流层后，会在强烈紫外线的作用下被分解，含氯的氟利昂分子会离解出氯原子（称为“自由基”），然后同臭氧发生连锁反应，不断破坏臭氧分子。所以在首批R290空调上线之前，国内厂家普遍宣称的无"氟“空调其实指的仅仅是无“氯”，此番提出"纯无氟"概念，是因为R290只由C、H元素组成，既不含有氯元素也不含”氟"元素，做到了真正的无氟！

全球变暖已不容忽视（图片来源于百度）

　　不伤臭氧层是制冷剂的主要研究方向，所以ODP(消耗臭氧潜能值)值大约为氟利昂系列1/20的氢氯氟烃（例如R22）就自然而然的走进了人们的视野，成为了氟利昂的替代品，但是后续的实验证明，氢氯氟烃长期和过量使用对臭氧层产生的危害作用仍不可忽视。而且这时候，另外一个环保课题也越来越被大家重视了，它就是全球变暖，研究表明,氢氯氟烃物质的GWP（全球变暖潜能值）值非常高，对全球气候变化影响巨大，这一指数的超标也直接给R22判了死刑！所以R410A的登场成为必然，R410A由于不含氯元素，它不会破坏臭氧层，理论的ODP为0，而且其工作压力为R22空调的1.6倍左右，制冷（暖）效率高， 还能够提高空调性能。所以R410A一入市，便成为了全球公认的最优制冷剂，当下国内正在销售的空调也大都采用了这一制冷剂。R410A的重大改变是因为它主要由氢，氟和碳元素组成,具有稳定，无毒，性能优越等特点。但是，不幸的是，你猜对了，与氢氯氟烃一样，R410A的GWP值依旧很高（GWP为1730）。随着全球气候变暖的形势越来越严峻，R410A被替换也只是时间问题。

R410A对温室效应影响依旧很大（图片来源于百度）

　　接下来就是前文我们讲到的R290制冷剂了，经历了过渡期的R22和R410A，R290这时候的登场显的众望所归！在说它之前，我们也有必要科普一下其相关概念，制冷剂R290，即丙烷，是一种可以从液化气中直接获得的天然碳氢制冷剂，天然工质的R290分子中不含有氯原子，它只由碳、氢元素构成，因而ODP值为零，对臭氧层不具有破坏作用。此外，与同样对臭氧层无破坏作用的HFC物质相比，R290的GWP值接近0，对温室效应也没有影响。

R290制冷剂已趋于完美（图片来源于百度）

　　所以，看完了上述介绍，是否觉得“无伤臭氧层"和"对温室效应没有负影响”的R290就是完美的了呢？这......还真不好说，虽然R290在环保上的优势让其确实趋近于完美了，不过其“易燃易爆”的缺点是目前限制其大规模推广的最大阻碍。据了解，目前多数厂家的空调密封性检测标准要求很高，正常空调年泄露量可以控制在5g以下，不会产生任何危险。但是，现在出现的制冷剂泄露多集中在空调安装、使用、维修过程中，而这些过程中又存在如环境、使用方式等诸多不可控因素，因此这些过程中的安全控制措施仍需进一步研究与完善。不过随着首批R290空调的正式下线，相信在安装和维修等措施上相关的安全措施也会进一步加强，从技术层面来说，用C、H元素构成的R290作为最终制冷剂是十分理想的状态了，至于易燃易爆等问题，除了制造安装过程需要格外注意之外，也期待科研人员能够尽快开发出R290的迭代产品，从根本上解决这一问题！

国内首批纯无氟空调上市（图片来源于百度）

　　我们说了半天制冷剂，大家不禁要问，除了这些大方针政策方面的考虑，以我们一个消费者的角度来看，制冷剂的发展对于我们又有什么意义呢？笔者要告诉大家的是，制冷剂作为热交换的媒介，它的性质直接关系到制冷装置的制冷效果、经济性、安全性及运行管理，因而制冷剂的更新换代，并不是单纯的出于环境保护的考虑，从最初的氟利昂到现在的R290。每一次的更新迭代，制冷剂都能带来更低的冷凝温度，以增大空调的能效比，新的制冷剂也催生着更高效压缩机的诞生，以此推动空调、冰箱等热交换电器的进一步发展，所以制冷剂的发展不论从宏观还是微观角度来看，都与我们的生活有着密切的联系！

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