制冷剂对全球环境的影响指标主要有臭氧消耗潜能(ODP)和全球变暖潜能(GWP);除了对环境的影响,制冷剂还应具有可接受的安全性,以保障人民的生命财产安全。
ODP(Ozone Depletion Potential,臭氧消耗潜能)
ODP表示大气中氯氟碳化物质对臭氧层破坏的能力与R11对臭氧层破坏的能力之比值,R11的ODP=1.0。ODP值越小,制冷剂的环境特性越好。根据目前的水平,认为ODP值小于或等于0.05的制冷剂是可以接受的。
GWP(Global Warming Potential,全球变暖潜能)
GWP是温室气体排放所产生的气候影响的指标,表示在一定时间内(20年、100年、500年),某种温室气体的温室效应对应于相同效应的CO2的质量,CO2的GWP=1.0。通常基于100年计算GWP,记作GWP100,《蒙特利尔议定书》和《京都议定书》都是采用GWP100。
制冷剂的安全分类
制冷剂应具有可接受的安全性,安全性主要包括毒性和可燃性,国家标准《制冷剂编号方法和安全性分类》GB/T 7778-2017将制冷剂的毒性分为A类(低慢性毒性)、B类(高慢性毒性),将可燃性分为第1类(无火焰传播)、第2L类(弱可然)、第2类(可然)、第3类(可燃易爆)。根据GB/T 7778-2017,制冷剂安全性细分为8类,分别为:A1、A2L、A2、A3、B1、B2L、B2、B3,其中,A1最安全,B3最危险。
常见制冷剂的ODP、GWP,以及安全分类如下:
表 常见制冷剂的ODP、GWP100、安全分类 (1/3)
制冷剂一般编号 制冷剂成分标识编号 化学名称 分子式 大气中寿命(年) ODP GWP100 安全分类
氯氟烃(CFCs)
R11 CFC-11 三氯氟甲烷 CCl3F 45 1 4660 A1
R12 CFC-12 二氯二氟甲烷 CCl2F2 100 0.73 10800 A1
R13 CFC-13 氯三氟甲烷 CClF3 640 1 13900 A1
R113 CFC-113 1,1,2-三氯-1,2,2-三氟乙烷 CCl2FCClF2 85 0.81 5820 A1
R114 CFC-114 1,2-二氯-1,1,2,2-四氟乙烷 CClF2CClF2 190 0.5 8590 A1
R115 CFC-115 五氟氯乙烷 CClF2CF3 1020 0.26 7670 A1
氢氯氟烃(氢氯氟烷烃HCFCs、氢氯氟烯烃HCFOs)
R22 HCFC-22 氯二氟甲烷 CHClF2 11.9 0.034 1760 A1
R123 HCFC-123 2,2-二氯-1,1,1-三氟乙烷 CHCl2CF3 1.3 0.01 79 B1
R124 HCFC-124 2-氯-1,1,1,2-四氟乙烷 CHClFCF3 5.9 0.02 527 A1
R142b HCFC-142b 1-氯-1,1-二氟乙烷 CH3CClF2 17.2 0.057 1980 A2
R1233zd(E) HCFO-1233zd(E) 反式-1-氯-3,3,3-三氟醚-1-丙烯 CF3CH=CHCl 0.071 0.00034 1 A1
氢氟烃(氢氟烷烃HFCs、氢氟烯烃HFOs)
R23 HFC-23 三氟甲烷 CHF3 222 0 12400 A1
R32 HFC-32 二氟甲烷 CH2F2 5.2 0 677 A2L
R125 HFC-125 五氟乙烷 CHF2CF3 28.2 0 3170 A1
R134a HFC-134a 1,1,1,2-四氟乙烷 CH2FCF3 13.4 0 1300 A1
R143a HFC-143a 1,1,1-三氟乙烷 CH3CF3 47.1 0 4800 A2L
R152a HFC-152a 1,1-二氟乙烷 CH3CHF2 1.5 0 138 A2
R227ea HFC-227ea 1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷 CF3CHFCF3 38.9 0 3350 A1
R236fa HFC-236fa 1,1,1,3,3,3-六氟丙烷 CF3CH2CF3 242 0 8060 A1
R245fa HFC-245fa 1,1,1,3,3-五氟丙烷 CF3CH2CHF2 7.7 0 858 B1
R1234yf HFO-1234yf 2,3,3,3-四氟-1-丙烯 CF3CF=CH2 0.029 0 <1 A2L
R1234ze(E) HFO-1234ze(E) 反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯 CF3CH=CHF 0.045 0 <1 A2L
R1336mzz(Z) HFO-1336mzz(Z) 顺式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯 CF3CH=CHCF3 0.07 0 2 A1
注:不同版本的ODP、GWP可能存在微小差异,以上数据主要引自IPCC AR5(2013年)
表 常见制冷剂的ODP、GWP100、安全分类 (2/3)
制冷剂一般编号 制冷剂成分标识编号 化学名称 分子式 大气中寿命(年) ODP GWP100 安全分类
碳氢化合物/烃类(HCs)
R290 HC-290 丙烷 CH3CH2CH3 0.034 0 5 A3
R600 HC-600 丁烷 CH3CH2CH2CH3 0 4 A3
R600a HC-600a 异丁烷 CH(CH3)2CH3 0.016 0 20 A3
R601a HC-601a 异戊烷 (CH3)2CHCH2CH3 0.009 0 20 A3
R1270 HC-1270 丙烯 CH3CH=CH2 0.001 0 1.8 A3
全氟烃(PFCs)
R116 PFC-116 六氟乙烷 CF3CF3 10000 0 11100 A1
R218 PFC-218 八氟丙烷 CF3CF2CF3 2600 0 8900 A1
RC318 PFC-C318 八氟环丁烷 C4F8 3200 0 9540 A1
其它化合物
RE170 HE-E170 二甲醚 CH3OCH3 0.015 0 1 A3
R717 R-717 氨气 NH3 0 B2L
R744 R-744 二氧化碳 CO2 0 1 A1
注:不同版本的ODP、GWP可能存在微小差异,以上数据主要引自IPCC AR5(2013年)、ASHRAE 2017 Fundamentals Handbook
表 常见制冷剂的ODP、GWP100、安全分类 (3/3)
制冷剂
编号 混合物组成 (质量分数,%) ODP GWP100 安全分类 制冷剂编号 混合物组成 (质量分数,%) ODP GWP100 安全分类
R4XX非共沸混合物
R401a R-22/152a/124 (53.0/13.0/34.0) 0.02 1130 A1 R408a R-125/143a/22 (7.0/46.0/47.0) 0.02 3260 A1
R401b R-22/152a/124 (61.0/11.0/28.0) 0.03 1240 A1 R409a R-22/124/142b (60.0/25.0/15.0) 0.03 1480 A1
R402a R-125/290/22 (60.0/2.0/38.0) 0.01 2570 A1 R410a R-32/125 (50.0/50.0) 0 1920 A1
R402b R-125/290/22 (38.0/2.0/60.0) 0.02 2260 A1 R411a R-1270/22/152a (1.5/87.5/11.0) 0.03 1560 A2
R403a R-290/22/218 (5.0/75.0/20.0) 0.03 3100 A1 R411b R-1270/22/152a (3.0/94.0/3.0) 0.03 1660 A2
R403b R-290/22/218 (5.0/56.0/39.0) 0.02 4460 A1 R412a R-22/218/142b (70.0/5.0/25.0) 0.04 2170 A2
R404a R-125/143a/134a (44.0/52.0/4.0) 0 3940 A1 R413a R-218/134a/600a (9.0/88.0/3.0) 0 1950 A2
R406a R-22/600a/142b (55.0/4.0/41.0) 0.04 1780 A2 R415b R-22/152a (25.0/75.0) 0.009 544 A2
R407a R-32/125/134a (20.0/40.0/40.0) 0 1920 A1 R417a R-125/134a/600 (46.6/50.0/3.4) 0 2130 A1
R407b R-32/125/134a (10.0/70.0/20.0) 0 2550 A1 R418a R-290/22/152a (1.5/96.0/2.5) 0.03 1690 A2
R407c R-32/125/134a (23.0/25.0/52.0) 0 1620 A1 R419a R-125/134a/E170 (77.0/19.0/4.0) 0 2690 A2
R407d R-32/125/134a (15.0/15.0/70.0) 0 1490 A1 R422d R-125/134a/600a (65.1/31.5/3.4) 0 2470 A1
R5XX共沸混合物
R500 R-12/152a (73.8/26.2) 0.5 8010 A1 R509a R-22/218 (44.0/56.0) 0.01 5760 A1
R501 R-22/12 (75.0/25.0) 0.29 4020 A1 R510a R-E170/600a (88.0/12.0) 0 3 A3
R502 R-22/115 (48.8/51.2) 0.2 4790 A1 R511a R-290/E170 (95.0/5.0) 0 5 A3
R507a R-125/143a (50.0/50.0) 0 3990 A1 R512a R-134a/152a (5.0/95.0) 0 196 A2
R508a R-23/116 (39.0/61.0) 0 11600 A1 R513a R-1234yf/134a (56.0/44.0) 0 573 A1
R508b R-23/116 (46.0/54.0) 0 11700 A1
注:不同版本的ODP、GWP可能存在微小差异,以上数据主要引自ASHRAE 2017 Fundamentals Handbook
参考资料:
[1] 《制冷剂编号方法和安全性分类》GB/T 7778-2017
[2] IPCC AR5: http://www.ipcc.ch/report/ar5/
[3] ASHRAE 2017 Fundamentals Handbook
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