空调用制冷剂选用的探讨
国际限制用制冷剂近况
京都议定书将HFCs与CO2、CH4、N2O、PFCs、SF6并列为温室气体，要求发达***将温室气体排放量降
低到1990年的水平。此决议已对蒙
特利尔议定书造成不小的冲击，在1998年11月举行的蒙特利尔议定书第
十次会议中引起热烈讨论，与会国担心一旦京都议定书开始对HFCs的使用设限，其作为CFCs与HCFCs长期
替代品的地位势必受到挑战。由于HFCs目前是CFCs与HCFCs的主要替代品，其应用范围包括冷媒、清洗溶
剂、发泡剂、喷雾剂及灭火剂等，对我们生活的影响甚大，因此，必须更仔细探讨HFCs的能源效率、环境
冲击、安全性与经济性等问题。
根据蒙特利尔议定书的规定，自2004年1月1日起，HCFCs的消费量要比1998年减少35%。为此，部分国
家已针对HCFCs不同用途分别订立禁用时间表。美国环保署规定自2003年1月1日起禁止生产及进口HCFC—
141b；欧共体也将自2004年起***禁用HCFCs。
美国环保署规定自2010年1月1日起禁止生产及进口含HCFC-22的设备，但2010年1月1日前制造的设备
美国环保署规定自2010年1月1日起禁止生产及进口含HCFC-22的设备，但2010年1月1日前制造的设备
不受此限；欧共体也于2001年1月1日起禁止冷冻设备使用HCFCs，2004年起***禁用HCFCs。
2 代冷媒特性
2 代冷媒特性
目前空调设备大量采用HFC-134a来取代R-22。使用HFC-134a的螺杆式压缩机***小制冷能力约为80kW，
未来会有更小的HFC-134a螺杆制冷机出现。R-407C的热力性质与R-22相近，可直接更换。由于R-407C非共
沸的特性，R-407C在***压力1 bar时，有7.2K滑落温差，无法用于满液式蒸发器或低压贮液器，但可以
采用逆流热交换器以增加热传效率。如今欧洲使用R-407C空调设备，制冷范围由2 kW至250~300 kW，主要
搭配回转式、涡旋式与往复式压缩机。近两年来，一些制造厂也供应R-404A的冷水机组，性能亦与R-22
系统相近，其低临界点特性（72 ℃）较适合水冷式系统。
美、日本开发的R-410A冷媒，高压比R-22高约50%，无法直接更换原有的R-22系统。预计R-410A将应
用于小型家用空调机与多联机系统中。
部分欧洲***已于1998年1月1日起禁止新设备使用HCFCs，使得HFCs空调设备明显增加占有比例。一
部分欧洲***已于1998年1月1日起禁止新设备使用HCFCs，使得HFCs空调设备明显增加占有比例。一
些主要制造商已正式宣布选用HFC-134a与R-407C作为新产品的冷媒。根据IIR的调查结果，欧洲已有超过
50家以上的公司可提供技术纯熟的HFCs系统，特别是HFC-134a与R-407C冷媒系统。R-407C热力性质与R—
22相近，适合中大型空调设备，制冷范围由5 kW至300 kW，世界各国已有大量全新R-407C系统上市，并已
运转五年以上。另外还有许多旧系统换装R-407C也相当成功。在欧洲，R-407C几乎***替代R-22中大型空
调机，风冷热泵系统主要搭配回转式、涡旋式与往复式压缩机，或水冷系统搭配螺杆式压缩机。不可否认
，比起R-134a与R-404A，R-407C有更多值得深入研究的课题。原则上，利用其较大滑移温差的特性，并避
免不适当的安装，应该可以得到很好的结
果。使用在板式热交换器时，可利用其逆向流的优点，使其性能
与R-22接近，若对系统进行***优化设计，性能可再提升。要计算直接膨胀的空气热交换器要比液体热交换
器困难，对于较大滑移温差冷媒而言，更需考虑一些额外的问题，例如空气冷凝器冷媒分布的平均与否，
或热负荷的分布均匀度，这些都会影响主机性能。壳管式冷凝器要关注的问题更多。研究表明，R-407C的
冷凝温度会增加3 ~ 5 K，对温寒带地区而言，并不会造成高压过高的***，但会使电费成本增加。目前
有许多方法可改善冷凝压力上升问题，如同时加快冷媒排出冷凝器速度，使过冷器造成更多的过冷度，或
者用其它方法使冷凝器上方的气体能更快冷凝下来。壳管式蒸发器相当适用于R-407C，但必须注意防冻保
护问题。因为在蒸发器入口温度会比R—22低，可能会导致冷水结冰而影响机组性能。即使当液视镜完全
无泡时，可能已有相当大的过冷度。也就是说冷凝器中单相过冷热交换面积增加，而双相冷凝面积减少，
因此冷凝温度升高。某些系统在长时间停止而再次启动时会由于压力开关动作而停机。这是冷凝器与蒸发
器中的气体成份变化，需要更高的冷凝压力。为避免此现象，可以在压缩机启动时，由操作人员强制冷却
水进入冷凝器，使冷凝压力不致过高。有时此问题可通过MOP阀或吸气压力控制阀来降低蒸发压力，以减
少压缩机启动后进入冷凝器的冷媒量。要减少系统的故障，***重要的是要了解非共沸冷媒滑移温差的特性
，以便分析制冷循环以及调整膨胀阀与冷媒充填量。同时必须以液态充填系统，否则系统将无法正常运转
。