自然选择： 低全球升温潜能值制冷剂的兴起

天然制冷剂是最早的制冷系统的基础。然而，随着技术的发展，它们被人造制冷剂所取代。这些合成制冷剂具有适合不同暖通空调和制冷应用的特性，并能克服易燃性、毒性和腐蚀性等问题。合成制冷剂包括氯氟化碳（CFCs）、氯氟烃（HCFCs）、氢氟碳化物（HFCs）和氢氟烯烃（HFOs）。

然而，人们发现合成制冷剂的好处是有代价的。氯氟化碳（CFCs）和氟氯烃（HCFCs）具有很高的臭氧消耗潜能值（ODP），对臭氧层造成严重危害。而它们的替代品 HFCs 则具有很高的全球变暖潜能值（GWP），会导致全球变暖和气候变化。

根据《蒙特利尔议定书》（以及随后的若干修正案），一些国家同意逐步淘汰 CFC 和 HCFC，并逐步减少 HFC。在优胜劣汰的过程中，我们正在全面回归天然制冷剂。二氧化碳 (CO2)、丙烷 (C3H8)、氨 (NH3) 和盐水等天然制冷剂不含或具有极低的全球升温潜能值和消耗臭氧潜能值，为经过验证、面向未来的环保型制冷剂提供了选择。

含氟温室气体法规、《蒙特利尔议定书》和氢氟碳化物的逐步减少

根据《蒙特利尔议定书》，发达国家首先要在 2000 年前禁用 CFC，发展中国家则要在 2010 年前禁用。其次是氟氯烃，发达国家到 2020 年和发展中国家到 2030 年将分别淘汰氟氯烃。

2016 年 10 月，《蒙特利尔议定书》的《基加利修正案》决定了氢氟碳化物的命运。根据《蒙特利尔议定书》，发达国家承诺从 2019 年起逐步减少氢氟碳化物。在发展中国家，氢氟碳化物消费水平的冻结从 2024 年（或某些国家的 2028 年）开始生效，目标是到 2040 年代末将氢氟碳化物减少 80-85%。

然而，一些地区，如欧盟（EU），正致力于更快、更全面地逐步减少 HFC，以帮助实现雄心勃勃的去碳化目标。作为一种含氟气体，HFCs 受欧盟含氟气体法规的约束。现行法规旨在到 2030 年将氟化气体排放量从 2014 年的水平减少三分之二。该法规采取分阶段的方法，根据全球升温潜能值从对环境危害最大的气体开始。不同类型的产品也遵守不同的全球升温潜能值限制。例如，制冷剂含量小于 3 千克的热泵系统可以使用全球升温潜能值不超过 750 的制冷剂，直到 2025 年被禁用为止；而在制冷领域，例如热交换器可以使用全球升温潜能值不超过 1500 的制冷剂，直到 2025 年被禁用为止。其目的是淘汰全球升温潜能值高的制冷剂，代之以全球升温潜能值低的天然制冷剂、氢氟烯烃（HFOs）和混合制冷剂。

以下是制冷行业的氢氟碳化物路线图：

2020: 禁止使用全球升温潜能值超过 2500 的所有制冷剂。例如

2022- 2025: 禁止使用全球升温潜能值超过 1500 的所有制冷剂。例如

2030 年：禁止使用全球升温潜能值超过 150 的所有制冷剂。例如

随着可合法使用的合成制冷剂数量减少、价格上涨和制冷剂短缺，天然制冷剂的地位将日益突出。 

天然制冷剂： 可持续的解决方案

天然制冷剂的历史可以追溯到最早的制冷系统。现代技术、材料以及健康和安全措施正在迅速克服过去可能会阻碍其使用的障碍（易燃性、毒性或腐蚀性）。这意味着二氧化碳、丙烷、氨和盐水等天然制冷剂适用于越来越多的应用领域，并且越来越受欢迎。

二氧化碳（CO2 / R-744）

R-744 不易燃、不易爆，对环境影响小（GWP=1，OPD=0），是氢氟碳化物的理想替代品。二氧化碳还具有其他一些优点，如体积小，可以安装紧凑型设备，并可少量使用。此外，二氧化碳的压缩比低，可在环境中使用，并且由于不腐蚀，与所有材料兼容。二氧化碳适用于各种应用，包括热交换器、冷凝装置和冷藏展示柜。

丙烷（C3H8 / R-290）

R-290 对环境的影响较小（WGP=3，ODP=0），并且无毒。与 HCFC 和 HFC 相比，丙烷的系统压降更低，传热性能更高，密度也更低，因此制冷剂充注量更少。它具有出色的热力学性能，可以从很低的蒸发温度升至很高的冷凝温度。它与材料的兼容性也很好。与氢氟烯烃（HFOs）不同，它不会分解成三氟乙酸（TFA）或任何有害物质。不过，丙烷极易燃烧，因此需要额外的健康和安全规定和限制。丙烷适合用作热泵和冷却器等一系列应用中的制冷剂。

氨（NH3 / R-717）

R-717 是一种高效制冷剂，对环境无影响（WGP=0，ODP=0）。与丙烷一样，它具有出色的热力学性能，因为它可以从很低的蒸发温度升至很高的冷凝温度，并且具有出色的传热性能。不过，氨在一定浓度下有毒且易燃，因此需要额外的健康和安全规定和限制。氨与某些材料（如铜）不兼容。由于氨的毒性和高效性问题，氨主要用于工业制冷应用中的高容量制冷剂。

盐水

盐水是盐和水的混合物（盐溶液），通常是氯化钠 (NaCl)、氯化钙 (CaCl2) 或氯化钾 (KCl) 与水的混合物。在水中加入盐可以提高热量传输效率并降低冰点。盐水环保（全球升温潜能值=0）、无毒、不易燃。不过，盐水具有腐蚀性。盐水主要用作二次制冷剂、低温冷却器或热交换器。

天然制冷剂认证

随着暖通空调和制冷制造商转用天然制冷剂，认证机构必须调整其认证计划。Eurovent Certita 认证机构将欧洲标准作为其认证计划的基准，因此 F-Gas 法规的变化会影响大部分认证产品。

虽然 CO2 等天然制冷剂已经通过了许多 Eurovent 计划的认证，但这一名单可能还会增加。此外，在各种计划中增加丙烷、氨和盐水等新型天然流体作为高全球升温潜能值氢氟碳化合物的替代品的需求日益迫切。同样，还需要考虑全球升温潜能值低的氢氟烯烃（HFOs）和混合制冷剂，因为天然制冷剂不一定是所有应用的首选流体。

业界可以放心的是，Eurovent Certita 认证机构多年来一直致力于引进新的制冷剂。不过，将新制冷剂纳入测试和评估流程并非一蹴而就或轻而易举的事情。尤其是氨等流体，由于其毒性和易燃性，需要采取特殊措施。

调整所有相关认证计划是一项艰巨的工作，当然，增加新的制冷剂并不是唯一的考虑因素。Eurovent Certita 认证还必须确保不再申报或认证被禁用的制冷剂，同时穿越法规变化的雷区。

结论

自 2015 年《含氟温室气体法规》生效以来，氢氟碳化合物制冷剂的问题就一直悬而未决。天然制冷剂不具有或具有极低的全球升温潜能值（GWP）和臭氧消耗潜能值（ODP），是面向未来的环保型制冷剂，具有良好的跟踪记录。随着制造商找到过去问题的解决方案，导致合成制冷剂出现的问题（易燃性、毒性或腐蚀性）正在被克服。天然制冷剂的可用性和成本也将有助于扩大其在制冷剂市场上的影响力。

制造商、规范制定者、设计师、安装人员、设备管理员和最终用户都将受到制冷剂变化的影响，欧洲制冷剂认证计划也将如此。虽然二氧化碳、丙烷、氨和盐水等天然制冷剂可能无法满足所有暖通空调或制冷应用的需求，但它们显然将在未来的市场中占据主导地位。

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