天然制冷剂：分清传言与事实
所谓的“天然”制冷剂：传言与事实
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传言：氨制冷剂从系统中泄漏时，由于氨蒸汽比空气轻，因此会无害地飘走。
事实：
尽管氨蒸汽比空气轻，会随着时间和距离不断上升而消散，但情况并非总是如此。参考相对湿度、温度和风速，空气中达到危险浓度的氨可能依然贴近地面。较低的温度和较高的相对湿度会促使蒸汽悬浮在地面附近。注意下风处的洼地，这些洼地可能收集和储存了有毒的氨蒸汽。
伴随大量氨释放而形成的白色云雾并不能清晰地表明烟雾范围。具有危险浓度的气体氨，其扩散范围可能远不止于可见的白色云雾。
支持性资源：
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传言：氨制造的冰质量优于其他制冷剂。
事实：
溜冰场的冰质只取决于 3 个因素：水质、建筑条件和溜冰场板坯温度。
对于典型的溜冰场系统，板坯温度由地板下的低温传热流体（盐水或乙二醇）流量控制，因此冰面与制冷系统（位于室外或机房）内的任何制冷剂在物理上都会被分隔开。换言之，溜冰场板坯无法感应到系统内部是什么制冷剂，因为它只能接触到盐水。因此，只要保持足够的盐水温度和流量，冰就无关紧要。
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传言：碳氢化合物和氨是“天然”制冷剂
事实：
“天然”是一个营销流行语，而非基于工程或可靠科学。HVACR 行业中销售和使用的制冷剂级二氧化碳、碳氢化合物和氨并不是从自然界中提取的。相反，它们是通过工业过程制成的，就像所有其他制冷剂一样。
支持性资源：
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传言：“天然”制冷剂的 GWP 使其成为最佳解决方案
事实：
在选择制冷剂时，GWP 只是众多因素中的一个。正如 ASHRAE《关于制冷剂及其负责任使用的立场文件》第 3.1 节所强调的：“制冷剂及其系统的选择必须基于整体分析，包括对能效和性能属性、环境影响、员工和公共安全以及经济的考虑。不应根据任何一个单一因素（如 GWP、工作压力、可燃性等）来选择制冷剂。由于世界各地对 HVAC&R 的广泛应用及要求，使得我们有必要使用各种制冷剂来满足这些需求。”
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传言：所有超市都在使用二氧化碳
事实：
在美国，EPA GreenChill 合作伙伴报告的公开数据显示，2019 年，二氧化碳只占安装制冷剂的一小部分 <1 %. Supermarket retailers have a variety of needs for existing and new stores and technology adoption trends vary by region. CO₂ is not a solution for existing system designs and requires purchase and installation of all new equipment. Supermarkets worldwide have had great success using retrofit refrigerants like Opteon™ XP40 (R-449A), resulting in lower GWP, while staying on track with their sustainability goals. In addition, an increasing number of refrigeration design engineers and end-users are exploring ultra-low GWP HFO solutions with new system architectures as a means to deliver the performance, cost, and sustainability they need to maintain seamless operations.
支持性资源：
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传言：二氧化碳系统是最可靠的。
事实：
二氧化碳系统十分复杂，需要在高压环境中运作。该系统如果遭到干扰，例如遇到炎热天气，就可能会导致关闭。
二氧化碳系统充注不完全最多可能导致损失可供数天使用的制冷剂，这取决于合格服务技术人员的可用性和供应情况。当二氧化碳系统充注不完全时，会发生冻结并产生干冰；干冰会反作用于系统，在干冰移除之前系统无法重新启动。就杂货店而言，连续几天损失制冷剂可能会导致大量食物浪费，对杂货商和消费者的成本造成影响，近年来炎热天气期间就发生了这种情况。
为了解决这一问题，零售商需要安装备份系统，这会使本已昂贵的系统的成本和复杂度进一步增加。
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传言：氨是一种更高效的制冷剂
事实：
在很大程度上，制冷系统的效率取决于设计、设备选择和运行条件。事实上，许多使用氟化制冷剂现代系统的效率与氨 R-717 设备相当，甚至更好。现代制冷系统的设计正在不断创新和改进，特别是在优化能效方面。要真正评估任何一种制冷设备的性能，都需要进行深入和专业的工程分析，考虑到其系统、应用、地点和运行条件等具体细节。只是简单比较制冷剂，而不考虑其他因素的笼统评论过于简单化，可能会导致不准确的结论。
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传言：二氧化碳泄漏无关紧要，因为它是“天然的”
事实：
由于是高压运行，二氧化碳系统在断电和维护期间明显更难维持充满状态。事实上，出于安全考虑，二氧化碳系统中内置了紧急排放阀，以使得在需要时释放充满的二氧化碳。2018 年在美国进行的一项研究发现，约 200 个跨临界系统的泄漏率都非常高（约 48.3%），这意味着每个商店每隔一年就会损失一个相当于其充满状态的二氧化碳量。
为了避免业务中断，大多数零售商正在安装备用制冷系统以冷却接收器，或者正在现场储存全部二氧化碳系统充注并支付相关的钢瓶租赁费用。所有这些缓解措施都增加了业主/经营者的成本。
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传言：氨制冷剂不会产生任何制造痕迹和环境影响。
事实：
虽然制冷剂级氨被宣传为“天然”制冷剂，但是在生产这种物质时会使用大量化石燃料，并产生大量温室气体。
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传言：二氧化碳无毒
事实
大量二氧化碳泄漏会导致空气中的氧气含量降低，有可能会导致用户窒息。R-744 的急性毒性接触极限 (ATEL) 是 54 g/m3，或 30,000 ppm，如果用户接触的制冷剂浓度超过此数值，即使是很短的时间，也可能会出现问题。事实上，二氧化碳浓度处于 2% (Vol/Vol) 时有毒，浓度在 25% 时可能致命。
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所谓的“天然”制冷剂：传言与 事实
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传言：“与含氟气体相比，天然制冷剂对环境造成的影响较小”
事实：
实际上，在整个排放周期中，采用“天然制冷剂”的系统产生的排放量比采用含氟气体的系统产生的排放量高。
与二氧化碳等“天然制冷剂”相比，大部分含氟气体都可以很快从大气中消失。例如，即使再过一百年，二氧化碳排放物的 30% 还可以在环境中留存超过一千年时间。
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传言：“与含氟气体相比，天然制冷剂更节能”
事实：
二氧化碳等工业气体耗费的能源比含氟气体耗费的能源更多，而且不利于环境和气候目标的实现。
二氧化碳是一种效率非常低下的制冷剂。低效率会导致耗电量变大，因此会产生更多温室气体。虽然如今的减排技术能提升二氧化碳系统的效率，但是在多数情况下，这些技术都十分复杂，并且可能需要消耗水资源。
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传言：“与含氟气体相比，使用天然气体作为制冷剂更安全。”
事实：
根据严谨的研究结果，含氟气体对于其预期用途是安全的，并且比丙烷、氨和二氧化碳等“天然”方案更可取，因为这些工业气体高度易燃、腐蚀性强或运营成本较高。这些风险限制了这些方案支持全球气候目标的可行性。
丙烷高度易燃且有爆炸风险，即使是在地毯上行走产生的静电也能点燃意外泄漏的丙烷。事实上，点燃 R-1234yf 的最小点火能大于 5,000 mJ，而点燃 R-290 的最小点火能小于 0.5 mJ，前者为后者的 10,000 倍。
氨具有较高毒性，泄漏时会造成严重的健康风险，因此已受到限制使用。氨也具有易燃性，而且对皮肤、眼睛和肺部有腐蚀性，如果空气中的氨气浓度达到百万分之三百，便会危及人类的生命和健康，因此该物质是公认的严重健康危害品。
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传言：“氢氟烯烃 (HFO) 会分解成对环境有害的三氟乙酸。”
事实：
虽然一些含氟气体可以分解成三氟乙酸，但三氟乙酸是一种天然存在的物质，而且目前能够测量的环境中三氟乙酸的浓度以及该物质在遥远未来的预计浓度远不足以对人类健康和环境产生危害。
三氟乙酸不会对人类或环境构成威胁，因为三氟乙酸在环境中的含量明显低于会导致（生态）毒理后果的水平，动物通过排泄即可将三氟乙酸轻松排除体内，并且三氟乙酸具有独特的性质，无法通过食物链在生物体内积累。
支持性资源：
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传言：“二氧化碳没有易燃性和毒性，是最安全的选择。”
事实：
虽然二氧化碳与其他“天然”制冷剂不同，不具有类似风险，但是二氧化碳会引起窒息，并且泄漏率高。
由于是高压运行，二氧化碳系统在断电和维护期间明显更难维持充满状态。在泄漏时，二氧化碳的流失速度非常快，这会导致系统运行迅速停止，而且由于二氧化碳会引起窒息，根据应用情况，二氧化碳泄漏还会造成安全风险。而且与空气相比，二氧化碳的密度较大，因此如果在密闭空间中发生二氧化碳泄漏，这对其中的任何人而言都极其危险。即使二氧化碳的浓度低至 2%，也是极其有害的。
二氧化碳供应商 NASCR 2023 年发布的一份报告称，采用二氧化碳的超市的平均泄漏率约为 100%，基本上相当于损失了一年内充满状态的二氧化碳量。为了避免业务中断，大多数零售商正在安装备用制冷系统和/或发电机，而这些措施最终会增加业主/经营者的成本。
支持性资源：
- 二氧化碳供应 - NASRC - 发表于马里兰州巴尔的摩举行的 2023 年 FMI 能源和储存设计会议
- 美国农业部二氧化碳：健康危害信息表
- 改用二氧化碳前需要考虑的五个事实
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传言：“天然制冷剂更环保。”
事实：
“天然”是一个营销流行语，而非基于工程或可靠科学。制冷剂级二氧化碳、碳氢化合物和氨并不是从自然界中提取的。相反，这些物质与所有其他制冷剂一样，是通过工业程序制成的。
“天然”制冷剂同样是通过合成工艺制造的工业气体，于一个世纪前投入应用，并因为充分的理由而被广泛弃用。此外，虽然有人声称使用二氧化碳等工业气体的设备将取代的含氟气体解决方案，但前者的能源效率通常低于后者；与含氟气体相比，这些气体最终会产生更高的生命周期排放量。
支持性资源：
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传言：“天然”制冷剂有助实现欧盟 (EU) 的气候目标
事实：
含氟气体才是实现欧盟的气候目标、战略自主和创新目标的关键。
含氟气体可将空调系统从依赖化石燃料转为使用节能解决方案（如采用热泵），从而帮助实现欧盟的目标。设备报废时，含氟气体也可以重复使用，因而有助于促进循环经济。
限制含氟气体的使用将减缓这些物质的采用速度，增加过渡成本，造成大量材料浪费（来自无法使用含氟气体的系统），使整个欧洲热泵的使用和部署陷入停滞。
根据严谨的研究结果，含氟气体比某些替代品更安全，更可取。丙烷、氨和二氧化碳等“天然”制冷剂都具有高风险（包括毒性、易燃性），而且会造成高昂的运营成本，因此无法成为实现欧盟气候目标的可行方案。
