冷媒行业气体危害：从易燃易爆到有毒有害

微科传感 · 发表于 2024-1-31 11:15:22

制冷剂，也被称为冷媒，是各种热机中实现能量转化的关键媒介物质。它通过状态的变化来实现制冷效果，例如空调的蒸汽压缩制冷过程，包括压缩、冷凝、节流和蒸发等环节，这些环节周而复始地进行吸热和放热。在众多制冷剂中，氟制冷剂因其卓越的热力学性能而最为常见，占据了全球制冷剂总量的53.1%。
制冷方式多种多样，包括风冷、液冷和直冷等。根据不同的配置要求、使用场景和运行温度，我们选择不同的冷却方式。例如，在新能源电池和数据中心等发热领域，通常采用风冷或液冷方式进行降温。而在冷链车中，为了冷冻食品，我们则采用直冷方式。
制冷剂的应用领域相对集中，主要包括家用、商用和工业领域。然而，家用制冷占据了制冷市场的核心地位，占比高达7成以上，成为制冷剂的主要应用领域。在日常生活中，冰箱、冷冻柜和空调系统等都离不开冷媒作为循环制冷的媒介。
冷媒在冷冻空调系统中起到传递热能、产生冷冻效果的作用。然而，随着冷媒的广泛应用，冷媒行业面临着各种气体安全威胁。根据种类不同，冷媒在生产和使用过程中可能会产生爆炸风险（如R290灌注环节）、中毒风险（如使用R717 (NH3)的冷库机房）和缺氧风险（如使用R744 (CO2)的热泵系统）。此外，某些冷媒还可能产生环境影响，如温室气体泄漏。因此，除了在生产和使用过程中寻求更安全的流程和方式外，还需要配备可靠且稳健的冷媒气体检测措施，以确保人身安全和环境保护。
常用可检测冷媒气体种类和范围

冷媒行业的气体危害
在冷媒行业的深处，隐藏着一种无形的力量，一种既能赋予我们凉爽，又可能带来危害的物质——气体。这些气体，虽然我们无法直接看到或触摸，但它们的影响力却无处不在，渗透到我们的生活之中。它们是冷媒行业的灵魂，也是潜在的危险。
让我们首先来谈谈那些易燃易爆的制冷剂。R290，即丙烷，是一种可以从液化气中直接获得的天然碳氢制冷剂。与氟利昂这种人工合成制冷剂相比，天然工质R290的分子中不含有氯原子，因而ODP值为零，对臭氧层不具有破坏作用。但其“易燃易爆”的缺点是目前限制其大规模推广的最大阻碍。R290与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。提高R290安全性的手段除了包括减小灌装量、隔绝着火源、防止制冷剂泄漏及提高泄漏后的安全防控能力等之外，安装稳健灵敏的气体检测仪也是提高R290安全性的重要手段之一。
而R32，又是一种怎样的存在呢？它被称为二氟甲烷、二氟化碳，是一种无色、无味的气体。它的安全等级为A2级，这似乎让人觉得它很安全。然而，它却具有较低的沸点、蒸汽压和压力，以及较大的臭氧耗损值。这使得R32成为一种既危险又具有破坏性的气体。在空气中，它的燃烧极限为15%~31%，遇明火会燃烧爆炸。虽然R32优点多，但是R32是可燃可爆的制冷剂。
再说说R600a制冷剂，它是冰箱冷媒的一种，实质为异丁烷。这种气体与碳钢、不锈钢、铜、铝等金属的相容性好，使得它在制冷领域有着广泛的应用。然而，R600a易燃易爆的特性却让人无法忽视。当它在空气中的含量达到1.8~8.4%（体积含量）时，遇火花便会燃烧或爆炸。因此，任何的维修工作都必须在严格的安全措施下进行，防止任何可能的火花产生。
而R1234yf，也称为HFO-1234yf，化学名称为2,3,3,3-四氟丙烯。作为第四代氢氟烯烃（HFOs）制冷剂的代表性产品之一，它具有优异的环保特性。它的消耗臭氧潜能值（ODP）为零，全球变暖潜能值（GWP）低，这使得它在汽车空调领域得到了广泛的应用。然而，R1234yf的易燃性却不能被忽视。在汽车碰撞事故中，若泄漏且遇到高温发动机零部件有较高的燃烧爆炸危险，燃烧产物为有毒氟化氢。因此，以R1234yf为制冷剂的汽车空调系统必须严格密封，防止任何可能的泄漏。
除此之外，还有那些有毒有害的气体。比如R717氨制冷剂，氨的蒸气无色且具有强烈的刺激臭味。当氨液飞溅到皮肤上时会引起冻伤，并且氨有较强的毒性和可燃性。若以容积计，当空气中氨的含量达到0.5%~0.6%时，人在其中停留半个小时即可中毒；达到 11%~13%时即可点燃；达到16%时遇明火就会爆炸。这样的特性使得氨制冷剂的使用充满了挑战和危险。
最后，我们不能忽视这些气体对环境的影响。比如R22二氟一氯甲烷作为当今使用最广泛的中低温制冷剂，广泛用于往复式压缩机作为工业、商业、家庭空调系统的制冷剂。然而，R22也属于HCFC类制冷剂，根据蒙特利尔协议书规定将于2030年前全面淘汰。这提醒我们，虽然这些气体为我们带来了凉爽，但同时我们也需要承担起保护环境的责任。
总的来说，冷媒行业的气体危害是一个复杂且多元的话题。它们既有为我们带来凉爽和便利的一面，也有带来危险和挑战的一面。因此，我们需要更加深入地了解和认识这些气体，以确保我们在享受它们带来的便利的同时，也能有效地避免和应对任何可能的危害。
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