汽车空调中新型制冷剂R1234yf的发展方向以及泄漏检测

目前，制冷剂可以分为人工合成和天然两大类。新型制冷剂的发展方向将是近自然工质和直接采用自然工质。如今，评价新型环保制冷剂的标准如下。

（1）基本构成元素为H、C,N、O、F、S、Br，不能含Cl。

（2）对地球环境的影响较小，以零值ODP和低GWP（150以下）为主要标准。

（3）安全性较好，可燃性和毒性较小。

（4）用于系统的性能较高。

（5）与润滑油的相溶性好。

（6）性能稳定。

（7）与现有制冷系统的适应性好。

（8）生产成本较低。

（9）与各种法规的不冲突性等。

人工合成的制冷剂包括氢氟烃、氯氟烃、氢氯氟烃三大类。国际已明文规定了氯氟烃和氢氯氟烃的淘汰计划，而氢氟烃也由于温室效应受到使用限制。

对于新型制冷剂的研究，首先考虑的应当是他的环境友好性，这就取决于制冷剂的ODP及GWP值的大小了。由于汽车空调所用的压缩机是开式系统，原来大量使用的R12和后来的替代物R134都因大量泄漏对环境造成污染。《京都议定书》要求汽车空调用制冷剂必须要有关键性的发展。欧盟对此政策采取了积极的响应，到2017年，将禁止所有汽车空调使用GWP值大于150的制冷剂。对于欧洲国家，研究新型制冷剂并尽快完成替代是其制冷行业的首要任务。现今霍尼韦尔和杜邦两大国际化学公司联手研发工质R1234yf，制冷剂代号为HFO-1234yf。据报告显示，该种新型制冷剂的热物理性质与R134a近似，但R1234yf具有微燃性，还有很多技术和安全等指标有待于进一步的测试结果报告。如果新型制冷剂R1234yf能够研发成功，在欧美、日本等发达国家，R1234yf的应用将成为制冷剂中的主流，将直接替代空调汽车中的R134a。

为什么选择R1234yf取代R134a?这主要有两方面原因。

一方面R1234yf制冷剂更加环保，更加符合全球保护臭氧层法律公约中《基加利修正案》有关限控温室汽体的相关规定。R1234yf分子中不含氯分子，是一种具有双键的氢氟烯烃或氢氟化合物，臭氧层消耗潜能值ODP为0，对臭氧层没有破坏作用，全球变暖潜能值GWP为1，远低于R134a的1430与R12的10900，它的大气寿命只有11-12天，而R-134a的则有13年。全球变暖潜能值GWP是指温室气体的温室效应与相同效应的CO2的质量比值，R1234yf凭借这方面的绝对优势，成为第四代制冷剂的首选产品。

另一方面R1234yf与我们现在使用的R134a在热物理性质上非常相似，这样车辆空调系统在硬件上就不必有太大的改动，不会因为改换制冷剂而造成车辆制造成本的上升，在日后的维修保养中也与R134a非常相似。

只要制冷剂存在的地方，就会有可能发生泄漏。在汽车空调系统中，制冷剂的整个循环下来，压缩机、蒸发箱、冷凝器、高压管、低压管等部位，都有可能出现密封不严而导致制冷剂逃逸。

因此，对于新型空调制冷剂R1234yf泄漏，氟利昂传感器TGS2630被广泛应用于检测空调、冷冻设备较常使用的制冷剂R404a、R410a，对可防止气候变暖的不易燃制冷剂气体R32、R1234yf等也有很高的灵敏度。由于内设滤层，因此对挥发性酒精（居住环境常见干扰气体）灵敏度很低，体现出对不易燃制冷剂的高选择性。由于敏感素子体积很小，TGS2630的加热器电流仅需56mA，外壳采用标准的TO-5金属封装。

在新型合成的人工制冷剂中，近自然工质或自然工质将是未来替代制冷剂的发展主流。将现有的制冷量及COP较理想的制冷剂（如R134a）进行进一步整合减小其ODP及GWP，并使其能最大限度地被大自然降解吸收，必将成为未来制冷剂发展的终极目标。