1. 制冷剂对大气环境的影响及限制

1.1 制冷剂对大气环境的影响

  制冷剂是制冷过程中完成制冷循环的工作物质。空调制冷中主要是采用卤代烃制冷剂，其中不含氢原子的称为氯氟烃（CFC），含氢原子的称为氢氯氟烃（HCFC），不含氯原子的称为氢氟烃（HFC）。空调制冷剂对大气环境的影响主要有两个方面，一是对大气臭氧层的破坏作用，另一方面是使全球气候变暖的温室效应。

在卤代烃中，随着氯原子数的增加，其对大气臭氧层的破坏愈厉害，因此，CFC对大气臭氧层的破坏最严重，HCFC对大气臭氧层的破坏程度相对较小，HFC不破坏臭氧层。制冷剂对臭氧层的破坏程度用破坏臭氧层潜值（ODP）表示，其数值以R11的ODP值作为基准值。

制冷剂的排放会产生全球气候变暖的温室效应，其影响程度用全球变暖潜值（GWP）表示，表1列出了空调常用制冷剂的ODP值、GWP值和其在大气中的寿命。

表1

显然，制冷剂在大气中存留的时间越长，其影响程度也越大。

1.2? 制冷剂对环境影响的限制

1. a)臭氧层破坏对制冷剂的限制

大气臭氧层的破坏是当前全球所面临的环境灾难之一，1991年我国签署了“关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔协议书”伦敦修正案，对臭氧层有破坏作用的制冷剂禁用时限列于表2。

1.b)全球气候变暖对制冷剂的限制

全球气候变暖（温室效应）也是威胁人类生存的重大环境问题，卤代烃气体属于产生温室效应的气体。温室效应气体的排放会使地球平均温度升高，危害生物生长，破坏生态平衡。“京都议定书”确定CO2、HFC等6种气体为受管制的温室气体，并将限制上述温室气体的排放总量。

2.R123制冷剂的性能

2.1 R123制冷剂对大气环境的影响

由于R123制冷剂的ODP值为0.02，被列为过渡制冷剂，也将被禁用。但就温室效应而言，在卤代烃制冷剂中，R123是相对影响较小的气体，其GWP值为93，是R134a的7%、R407c的6%、R410a的5.4%。另外，制冷剂的大气寿命，R123为1.4年，是R134a的9.6%。可以看出，制冷剂对大气环境破坏的影响是两个不同的国际组织从不同的角度进行管制的，二者的关系及如何统一考虑也存在有不确定因素。

2.2 R123制冷剂的热力性质

R123制冷剂属于高温低压制冷剂，临界温度高，绝热指数小，便于制冷剂冷凝液化，压缩机排气温度较低。

R123制冷剂的热力性质与R11接近，可以取代R11作为离心式冷水机组的制冷剂，原来使用R11制冷剂的冷水机组可以不作大的改动就可以改用R123。

2.3 R123的制冷效率

R123具有较高的制冷循环效率，表3是根据计算，当蒸发温度t0=5℃，冷凝温度tk=40℃，过冷温度tl=5℃时，几种常用制冷剂理论循环的COP值。

R123制冷剂的理论循环制冷效率要高于目前常用的几种制冷剂，另外，根据某厂商资料，该公司生产的离心式冷水机组分别有采用R123和R134a制冷剂的两种产品，其相同工况下的COP值列于表4供参考。

表4

从表中数据可以看出，满负荷时，R123的COP值约高于R134a的COP值4%左右，在部分负荷时R123的COP更佳，一般高出10%左右。

2.4 R123的安全性

制冷剂的安全性指标主要包括毒性和爆炸性，根据GB/T7778-2001规定，R123的安全性属于B1类，即不可燃烧但有毒性。国外规定允许暴露浓度为30ppm（接触30年，每天8小时）。采用R123的冷水机组处于工作状态时，蒸发器为负压，冷凝器压力也比较低，几种常用制冷剂的压力参数列于表5。

几种制冷剂工作状态时的压力（kPa）

可见，R123泄漏的可能性较小，况且根据目前机房的设计条件，工人直接接触制冷剂的时间是非常少的。

3. 几点看法

a) 目前常用的制冷剂均存在有不同程度的不足之处，对制冷剂的选择应全面考量。

b) 制冷剂的禁用和替代应考虑国家的经济状况，国际组织对发达国家和非发达国家也采取了区别对待的办法，如对HCFC过渡制冷剂非发达国家的禁用时限可推后10年，我们应充分利用这一条件。

c) R123是低压制冷剂的唯一过渡产品，在空调制冷中仅用于部分离心式制冷机中，所占的分额不大，其对臭氧层的破坏相对较小，而且其GWP值较低。

d) 空调制冷系统中，制冷剂是密闭条件下系统循环使用，只要加强管理工作到位，保持设备的密闭性，做好制冷剂的回收，制冷剂泄漏是可以控制的。

e) 加强机房通风，保持值班室良好的空气品质，是机房安全生产的基本要求和重要保证，不论采取哪种制冷剂的制冷机房都应如此。目前，还没有发现有关因为采用R123制冷剂的机房造成人员中毒事件的报导。

f) 发展中国家使用R123制冷剂的禁用期限为2040年，距现在还有三十多年，现阶段不宜对R123制冷剂的使用设置太多的限制。