一、氟里昂制冷剂
氟里昂是饱和烃类（碳氢化合物）的卤族衍生物的总称，自30年代起，便成为制冷空调领域的主要制冷剂。这类制冷剂因化学结构而对臭氧层具有破坏作用，随着卤素原子数量的增加，其破坏能力也增强。同时，在制冷过程中产生的温室气体，如二氧化碳，也会造成全球变暖。根据氟里昂的分子结构，大致可分为以下三类：
1. 氯氟烃类（CFCs）：包括R11（CFC3）、R12（CFC2Cl2）、R22（CHF2Cl）等，这些物质对臭氧层的破坏最为显著，已被《蒙特利尔议定书》禁止使用。
2. 氢氯氟烃类（HCFCs）：如R22（CHCl2F）、R123（C2HCl3）、R141B（CCl2FCH3）等，相较于CFCs，对臭氧层的破坏较小，被视作过渡性替代品。
3. 氢氟烃类（HFCs）：如R134a（CH2FCF3）、R407C（23%的R32和25%的R125及52%的R134a）等，对臭氧层无破坏作用，但其温室效应潜能较高。
当前使用的所有制冷剂均为氟里昂衍生物，真正的非氟里昂制冷剂尚在研发中。在新型制冷剂出现之前，我们需要关注的是选择对环境破坏较小的制冷剂。
二、制冷剂比较
在空调制冷行业中，R22是广泛使用的制冷剂。从国内冷水机组生产商的产品来看，活塞式和螺杆式冷水机组普遍采用R22；螺杆式和离心式冷水机组则采用R22和HFCs如R134a、R407C、R410A。评价制冷剂的好坏应考虑多个因素：
1. 臭氧层破坏潜能值（ODP）
2. 全球变暖潜能值（GWP）
3. 理想循环状况下的制冷系数（COP）
4. 安全性
5. 经济性
以下是几种制冷剂的物理性质对比：
制冷剂 | R22 | R123 | R134a | R407C | R410A
--- | --- | --- | --- | --- | ---
分子量 | 86.48 | 152.91 | 102.03 | 86.2 | 72.56
大气压下沸点(℃) | -40.8 | 27.6 | -26.1 | -36.6 | -52.7
临界温度(℃) | 96.0 | 184 | 101.1 | 87.3 | 72.5
临界压力（kPa绝对压力） | 4920 | 3605 | 4067 | 4819 | 4950
沸点汽化潜热(kJ/kg) | 234.1 | 167.9 | 215.0 | 249.37 | 256.7
液体比热(30℃，kJ/kg℃) | 1.403 | 1.101（25℃） | 1.51 | 1.51 | 1.78
恒压汽体比热(30℃，kJ/kg℃) | 0.64 | 0.682（25℃） | 0.88 | 0.96 | 0.85
理想工况制冷系数（COP） | 6.98 | 7.44 | 6.94 | 6.94 | 6.43
臭氧消耗指数（ODP）相对于R11 | 0.05 | 0.02 | 0 | 0 | 0
温室效应指数（GWP）相对于R11 | 0.34 | 0.02 | 0.29 | 0.36 | 0.42
生存寿命（年） | 13.3 | 1.4 | 14 | —— | ——
安全性 | 不可燃，轻微致癌 | 不可燃，良性肿瘤 | 不可燃，良性肿瘤 | 不可燃 | 不可燃
国际允许使用期限 | 2020 | 2030 | 无 | 无 | 无
应用 | 广泛应用于家庭、商业、工业空调、冷冻 | 离心式冷水机组 | 螺杆式、离心式冷水机组 | 理论上同R22但许多实际技术尚未解决 | 家用空调、冰箱
尽管R134a、R407C和R410A对臭氧层的破坏为零，但它们的温室效应指数却远高于R123。R22和R134a的寿命较长，长期积累可能导致环境问题。目前，R22因其在空调温区内的优越物理特性和制冷性能，且性能稳定、技术成熟、价格低廉而普遍使用。HFCs如R134a、R407C、R410A因无臭氧破坏作用，被视为未来替代HCFCs的首选。但它们因物理特性限制，存在诸多技术问题，不是R22的理想替代品。
1. R22与R123的比较：
- R22的臭氧层破坏力是R123的2.5倍，GWP是R123的17倍。
- R123为低压制冷剂，蒸发器负压工作，冷凝器0.04MPa，停机时机内-0.004MPa，泄漏风险较低。
- R22临界压力高1300kPa，泄漏几率高。
2. R22与R134a的比较：
- R134a比容是R22的1.47倍，蒸发潜热小，相同排量压缩机下，冷冻能力仅为R22的60%。
- R134a热传导率下降10%，换热器面积增大。
- R134a吸水性强，是R22的20倍，对干燥器要求高，避免冰堵现象。
- R134a对铜的腐蚀性强，需添加防腐剂。
- R134a对橡胶类物质的膨润作用强，泄漏率高。
- R134a系统需专用压缩机和脂类润滑油，成本较高。
3. R22与R407C的比较：
R407C热工特性与R22接近，但制冷性能、效率略差，且为非共沸混合物，成分浓度随温度、压力变化，对生产和维修带来困难，影响热传导性能。泄漏时通常需全部置换，以保证最佳制冷效果。
