随着欧洲立法为 R404A 敲响丧钟,世界其他国家可能会效仿,对高 GWP 气体实施类似禁令,有哪些替代方案?

凭借其 3922 的 GWP,是所有最常见 HFC 中最高的,R404A 的日子已经屈指可数。虽然更换一种估计占全球 F-gas 使用量 46% 的制冷剂绝非易事,但其更换将大大有助于实现欧洲 F-gas 减排目标。

我们最近研究了 R407A、R407F 和 R442A,它们都是 R404A 的潜在改造混合物,虽然它们可能作为短期到中期的解决方案,但它们大约 2,000 的 GWP 意味着它们可能不是一个长期的答案。

值得庆幸的是,还有许多其他 GWP 更低的选项。超市是 R404A 的最大用户之一,正在探索自然选择,特别是 CO2、碳氢化合物或 CO2 与较低 GWP 的 HFC 或 HFO 串联在级联系统中。

世界制冷剂生产商在开发、测试和可用性方面也有选择。这些主要可分为两种类型:中等 GWP、不易燃、无毒混合物和低 GWP、无毒混合物,具有 A2L“轻度易燃”等级。

第一组是两种制冷剂——R449A 和 R448A。两者都被归类为 A1,不易燃且无毒,并且在许多方面它们的混合物相似。

R449A 是由杜邦公司开发的 DR33,现在的商品名为 Opteon XP40。作为 R404A 和 R507A 的替代品,它是 R32 (24.3%)、R125 (24.7%)、R1234yf (25.3%) 和 R134a (25.7%) 的混合物,其 GWP 为 1397。

R448A 是霍尼韦尔的选件,以商品名 Solstice N40 出售。它使用与杜邦公司的 R449A 相同的组件,但添加了少量的 R1234ze(E)。其成分为 R32 (26%)、R125 (26%)、R1234yf (20%)、R134a (21%) 和 1234ze(E) (7%)。

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由于它们的成分相似,这两种制冷剂的性能可能非常接近。两者都在接受设备制造商的测试,并被添加到最近发布的 ANSI/ASHRAE 标准 34-2013 中。

除了适用于压力、温度和性能接近 R404A 的新设备外,它们还可以作为改造设备使用(稍作修改,例如阀门调整)。

领先的压缩机制造商艾默生在超市模拟实验室测试了霍尼韦尔的 N40 (R448A),发现它的性能与 R404A 一样好或更好。在撰写本文时,艾默生尚未测试霍尼韦尔的 DR33,但艾默生气候技术公司工程服务和可持续性副总裁 Rajan Rajendran 证实,他们预计 DR33 的性能将非常接近。

艾默生在带有外壳、食品模拟器和风冷冷凝器的集中式 DX 系统中使用 R448A 进行的测试结果(下图)

LT 机架配备艾默生涡旋压缩机:ZF25、ZF34、ZFD41(数字)
MT 机架配备涡旋压缩机:ZB95、ZBD76(数字)

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杜邦使用 R449A 进行测试

杜邦使用 R449A 和 R404A 在专为 R404A 设计并满载食品模拟器的 2.5m 开放式冷冻食品展示柜(右)上进行了单独的对比测试。

冷凝装置使用的是带有 POE 32 油的往复式压缩机,制冷剂充注量约为 3.8 kg,根据液体密度进行调整。

根据 ASHRAE 标准 72-2005 在两种环境温度下进行测试:28ºC 和 35ºC。

仅对膨胀阀进行了微调。

平均食品模拟器温度控制在 -16ºC,平均蒸发器温度控制在 -34ºC。

在测试结果中,R449A 在压力和压缩比与 R404A 相似的情况下,能耗降低了 3-4%。排放温度略有升高,质量流量略有降低

结果如下:

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低 GWP 选项

IIIB-2 Rajan Rajendran_Bangkok Technical Conference 2013 决赛进一步提高环境规模的是两种 GWP 低于 300 的制冷剂。但是,如前所述,它们的 A2L“轻度易燃”等级目前将限制它们在较小的充注系统中的使用。此外,在欧洲,根据新的含氟气体规则,从 2022 年 1 月起,此类产品的 GWP 限值将降至 150,它们将无法用于密封系统。

再次,霍尼韦尔和杜邦是这些气体的领先者,尽管其他制造商正在研究选项。

霍尼韦尔的产品是 L40——40% R32、10% R152a、20% R1234yf 和 30% R1234ze(E) 的混合物,GWP 为 285。

杜邦的开发混合物是 DR7。DR7 的 GWP 略低,约为 250,是 36% R32 和 64% R1234yf 的简单混合物。

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艾默生在伸手可及的设备中测试了 L40 和 DR7,并将它们与在 R404A 上运行的相同设备进行了比较。

对 ASHRAE 72 进行了稳定状态的测试,没有循环或开门。测试之间的唯一变化是调整制冷剂充注量和膨胀阀设置。

加载产品模拟器后,房间环境温度为 23.9⁰C (75⁰F),到达空气温度为 -17.8⁰C (0⁰F)。

两种混合制冷剂被发现比 R404A 更有效,与 L40 相比,DR7 显示出更高的容量。

艾默生指出,该装置并未针对新制冷剂进行设计或优化。

杜邦还在为 R404A 设计的 1.5 立方米双门伸手可及的冷冻装置中对 DR7 和 DR33 进行了测试。平均冷冻室温度控制在 -17ºC,平均蒸发器温度控制在 -28ºC。测试在三个环境温度下进行:32ºC、24ºC 和 21ºC。

同样,如右图所示,制冷剂在未经优化的设备中返回了令人印象深刻的结果。

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