製冷劑「新秀」R1234yf是否是氟製冷劑替代品?

2021-01-09 製冷快報

　　經過測試，歐盟認定由霍尼韋爾和杜邦共同研製的R134a的替代品R1234yf是安全的，可以在歐洲範圍內進行生產與銷售。但是奔馳方面卻不這麼認為，他們對外表示R1234yf這種材料在燃燒的過程中可能產生對人體有害的物質。

　　由於擔心會對環境產生汙染，之前汽車上廣泛採用的製冷劑被禁止在歐洲地區使用。但是奔馳方面卻拒絕執行這一決定，這也導致了法國曾經出臺了禁止出售奔馳車型的短期政策。奔馳方面還表示自己可以在空調系統裡面採用二氧化碳來取代歐盟所推行的R1234yf。

　　HFO-1234yf可以應用於冰箱製冷劑、滅火劑、傳熱介質、推進劑、發泡劑、起泡劑、氣體介質、滅菌劑載體、聚合物單體、移走顆粒流體、載氣流體、研磨拋光劑、替換乾燥劑、電循環工作流體等領域。

　　氟製冷劑替代品

　　氟製冷劑替代品作為全球熱門話題，要求其臭氧消耗潛值(ODP)為O，溫室效應潛值(GWP)要低，大氣壽命儘可能短。第1代製冷劑氟氯烴二氯二氟甲烷(CCl2F2，CFC-12)等由於ODP在1左右已被淘汰。作為第1代、第2代過渡性製冷劑替代品氫氟氯烴一氯二氟甲烷(CHClF2，HCFC-22)等，其ODP>0，也在逐步被淘汰。第2代製冷劑氫氟烴1,1,1,2-四氟乙烷(CF3CH2F，HFC-134a)，廣泛應用於汽車空調、家電及工商製冷設備，還可應用於發泡、滅火、氣溶膠和清洗等行業。但是HFC-134a溫室效應比較高(GWP=1300)、大氣壽命長，大量使用會引起全球氣候變暖，也已經進入了倒計時階段。

　　今後，哪種製冷劑將成為HFC-134a的替代品呢?1,1-二氟乙烷(CH3CHF2，HFC-152a)，自然工質CO2(R744)和2,3,3,3-四氟丙烯(CF3CF=CH2，HFO-1234yf)等成為現在的熱門話題。其中HF0-1234yf可以應用於冰箱製冷劑、滅火劑、傳熱介質、推進劑、發泡劑、起泡劑、氣體介質、滅菌劑載體、聚合物單體、移走顆粒流體、載氣流體、研磨拋光劑、替換乾燥劑、電循環工作流體等領域。

　　1幾種替代製冷劑的特性比較

　　HFC-152a的GWP較低，為140，而ODP=0。但HFC-152a易燃，必須配備在獨立的二級循環設備，顯然這也就意味著要增加額外的費用，如果用在汽車製冷行業會增加車的質量。CO2空調系統已繹存工業應用，但並未用到汽車上，主要是該系統要求高壓力(所需壓力是氟烴系統的10倍)，因此不是最優解決方案。

　　HFO-1234yf作為單一工質製冷劑，具有優異的環境參數，GWP=4，ODP=0，壽命期氣候性能(LCCP)低於HFC-134a，大氣分解物與HFC-134a相同。而且其系統性能優於HFC-134a。若選用HFO-1234yf替代HFC-134a製冷劑，則汽車生產商就可以繼續沿用原車載空調(Mobile Air-Conditioning，MAC)系統。所以HFO-1234yf被認為較具潛力的新一代汽車製冷劑替代品，目前在西歐已被汽車生產商所接受。在2011年開始逐步推廣。現將CO2、HFC-152a和HFO-1234yf這3種製冷劑與HFC-134a的特性作比較，

　　HFO-1234yf的GWP和大氣壽命相比較其他替代HFC-134a的製冷劑具有明顯的環境優勢。它不受職業接觸的限制，有較好的ATEL和LFL，而它的可燃性低於HFC-152a。且國際權威獨立實驗室(SAE international)對HFO-1234yf的毒性和可燃性也進行了廣泛的測試，並組織全球專家進行了深入的評估，最終得出HFO-1234yf雖有低度可燃性，但需要在有汽油出現的情況下(可燃性類似於HFC-134a)才能被點燃。因此，在汽車空調中，用HFO-1234yf替代HFC-134a是安全的。

　　HFO-1234yf優良的性能和廣泛的用途，使其合成技術越來越引起了人們的關注。早在20世紀50年代杜邦和道化學公司就報導了HFO-1234yf的製備，當時HFO-1234yf主要用於聚合單體和共聚單體。20世紀80年代初，大金公司也開始進行了HFO-1234yf的技術開發。進入21世紀後，霍尼韋爾公司、杜邦公司對HFO-1234yf的研發進行了大量的工作，並申報了大量的專利。

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