一、引言
自1930年美国开发出氟利昂，即饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称，到1975年美国学者提出，含氯的氟利昂中其氯原子会破坏臭氧层，保护臭氧层和抑制全球的气候变化是包括我们国家在内的当今国际社会及制冷空调行业所面临的主要环境问题。CFC与HCFC的替代已成为当前国际性的热门话题。
二、CFC的特点及危害
CFC(英文全称Chloro-fluoron-carbon）为氯氟烃的英文缩写，是20世纪30年代初发明并且开始使用的一种人造的含有氯、氟元素的碳氢化学物质，在人类的生产和生活中还有不少的用途。在一般条件下，氯氟烃的化学性质很稳定，在很低的温度下会蒸发，因此是冰箱冷冻机理想制冷剂。它还可以用来做罐装发胶、杀虫剂的气雾剂。另外电视机、计算机等电器产品的印刷线路板的清洗也离不开它们。氯氟烃的另一大用途是作塑料泡沫材料的发泡剂，日常生活许许多多的地方都要用到泡沫塑料，如冰箱的隔热层、家用电器减震包装材料等。然而，CFC有个特点：它在地球表面很稳定，可是，一蹿到距地球表面15～50千米的高空，受到紫外线的照射，就会生成新的物质和氯离子，氯离子可产生一系列破坏多达上千到十万个臭氧分子的反应，而本身不受损害。这样，臭氧层中的臭氧被消耗得越来越多，臭氧层变得越来越薄，局部区域例如南极上空甚至出现臭氧层空洞。资料表明，大气层中的臭氧含量每减少1%，地面受太阳紫外线的辐射量就增加2%，人类患皮肤癌的患者就会增加5%至7%。过量的紫外线也会杀死水中的微生物，造成某些物种灭绝。为了履行《蒙特利尔议定书》中的承诺，国家环保总局联合国家发改委、商务部、海关总署和国家质检总局发布《关于禁止家用电器产品的公告》自2007年1月1日起，任何企业不得生产、销售和进出口以氯氟烃（CFCs）物质为制冷剂、发泡剂的产品；不得在电器产品的生产过程中使用氯氟烃（CFCs）作为清洁剂。
三、R134a的特性
R134a，又名四氟乙烷，分子式C2H2F4，无毒，不可燃，吸水性强。其臭氧层破坏系数(ODP)为零，温室效应系数(GWP)为0.25，以美国为代表的国家选用R134a作为制冷剂R12的替代
剂。用R134a作制冷剂的压缩机是以酯类油作润滑剂的，当水分、空气、矿物油等进入系统后，酯类油会与水反应生成酸，会腐蚀制冷管甚至压缩机，而R134a与矿物油不互溶，一旦矿物油进入系统，会影响系统的稳定性。因此它对系统内水分、杂质含量有严格要求。用R134a替代R12，压缩机的制冷量下降了5%左右，性能系数COP下降了6%左右，噪声上升了1~2dB(A)，排气压力高达1.47MPa，吸气压力则低至0.115MPa，使用的冷冻机油为脂类油，与R12的矿物油不相溶，且R134a容易水解。故用R134a替代R12，需保证系统具有很高的干燥度，更换干燥剂和润滑油，重新设计压缩机和冰箱，增加压缩机容量5%左右。由于性能系数下降，能耗将增加6%左右。目前我国电冰箱、汽车空调行业采用的制冷剂主要就是R134a。R134a是目前国际公认的替代CFC-12的主要制冷工质之一，常用于车用空调，商业和工业用制冷系统，以及作为发泡剂用于硬塑料保温材料生产，也可以用来配置其他混合致冷剂，如R404a和R407c等。
四、R600a的特性
R600a，又名异丁烷，属碳氢化合物，分子式C4H10，其臭氧层破坏系数(ODP)为零，温室效应系数(GWP)为零，可以完全长期替代R12。它的制冷性能好，用它作制冷剂的压缩机COP高达1.4，能耗减少30%-40%。以欧洲为代表的国家选用R600a作为制冷剂R12的替代剂。R600a和R134a或R12的最大差别在于它的蒸气压低，R600a在-25℃时的蒸发量分别为R134a的55%和R12的45%，与此相关的是R600a的正常沸点比R134a和R12分别高15K和18K。这导致操作压力大大低于以往使用的制冷剂，从而使家用冰箱蒸发器在低于大气压力时就可以操纵，因此它大大节约了能耗。低蒸气压与高临界温度密切相关，这样即使在高冷凝温度下，R600a也有良好的制冷能力。用R600a替代R12，压缩机的制冷量下降了49%左右，性能系数COP基本不变，噪声下降了1~2db(A)，排气压力低至0.764MPa，吸气压力则低至0.063MPa，使用的冷冻机油为矿物油，与R12的矿物油相兼溶，其最大的缺陷是易燃易爆。因此使用R600a替代R12时，在安全上必须采取严密的通风、隔离、防爆、防静电等措施，并且若保持压缩机的转速不变，则压缩机的容量理论上需增加一倍左右(实际操作中只需增加80%)。
R600a的最大缺点是它是易燃易爆物质，它的燃点为462℃，在其爆炸极限1.8%～8.4%(体积比)内，遇明火会引起爆炸或燃烧。因此，用它作R12替代剂必须采用严密的通风、隔离、防爆、防静电和报警等措施，在冰箱维修时应特别注意安全。制冷剂R12(CFC-12)和环保型制冷剂R134a(HFC-134a)、R600a(HC-600a)的性能比较如表1所示，R12、R134a、R600a的制冷剂特性参数及用于冰箱、汽车空调性能的比较。
通过表1的比较分析我们可以得到以下结论：
（1）R134a所用的酯类油具有极强的吸水性，以及对杂质（如石蜡等）的高度敏感性，易使冰箱的制冷系统在使用过程中产生冰堵。
（2）R134a冰箱极易在较短的时间内因毛细管堵塞引起制冷系统破坏。
（3）由于R134a冰箱材料兼容性不好造成维修存在较大困难。
（4）R600a制冷剂的ODP和GWP几乎均为零，R134a对环境完全没有破坏作用，而对全球变暖仍有一定影响。
（5）R600a较低的冷凝压力、蒸发压力和排气温度，减少了系统泄漏的可能性，提高系统效率，延长了压缩机的使用寿命。
（6）R600a较低的液相密度，使得充灌量大为减少，运行压力低，噪音小，能耗也会有所降低，冲注量少则制冷剂冲注精度要求提高。
（7）R600a的主要缺点是易燃易爆，当在空气中的含量为1.8％~8.4％（体积比）时，遇火花则会燃烧或爆炸，因此在维修时要特别注意，将燃烧和爆炸的可能性完全排除。
五、结束语
通过以上的分析可知，用R134a和R600a替代R12方案，是目前为止最理想的技术路线，目前国际上已实现替代的也主要是采用这两种工质。由于各国的情况不同，各企业的客户差异也很大，故在一定时期内，两种替代方案将并行存在。R134a和R600a作为近期过渡性替代物对尽快消减R12，以及远期用于冰箱、空调的维修，也有着十分重要的作用。随着新型制冷剂替代物的不断出现及时了解这些新型制冷剂的特性从而根据相应的特点选择合适的制冷剂并对相应的制冷系统进行改进，使之符合其维修工艺要求，真正做到绿色环保，有利于提高我们的工作效率，避免安全事故的发生，以保障我们的操作安全，保护臭氧层和抑制全球的气候变化。http://www.zhsysb.net
