由于R12在商用制冷装置中的广泛应用,使其成为制冷行业首先考虑需要替代的制冷剂之一。在许多新制冷剂中,R134a已经而且还将是R12的首选替代物。R134a亦是第一个对臭氧层无影响的商品化物质,其开发已经超过20年,它的温度一压力特性与R12相似,与R12比较改进了GWP值,而且安全等级为Al,目前已经成功地应用在中温和高温领域。如:家用电冰箱、空调器、汽车空调系统及商用制冷装置等。
R22是HCFC类的制冷剂,广泛应用商用制冷、商用和民用空调以及热泵设备。R22有良好的热力和输送性能以及宽广的材料兼容性,但是由于其ODP值为0.05,因而被列入蒙特利尔议定书中受控物质之一。根据目前的计划,将继续生产使用至2030年。氨是天然制冷剂,其OUP值为零。但是,因其具有毒性和可燃性,故此氨制冷剂的应用受到限制。
目前,对于冰箱制冷系统的R12制冷剂,国际上有两种不同的技术路线,一种以美国和日本为代表,提出以R134a替代R12,另一种则以欧洲特别是德国为代表,提出的以碳氢化合物替代R12.
R134a的特性与R12的特性非常接近,但在相同的冷凝温度及蒸发温度下,存在有压比增高,能效比及制冷量下降的问题,导致冰箱的冷却速度下降,此外R134a与R12使用的矿物油不相容,必须更换聚二醇或聚脂油作为润滑油,但这些油吸湿性较强,加之R134a吸水性大于R12,对系统的干燥度提出了更高要求,同时增加了成本转换费用,而且,R134a虽然OUP值(臭氧层破坏潜能值)为零,但仍然有一定的GWP值(温室效应),因此,从长远目光来看R134a只能作为一种过渡性替代物。
碳氢化合物是一种天然制冷剂,其OUP值、GWP值均为零,具有良好的热力学性能,若用其替代R12,系统所用材料及润滑油均不需更换,大大减少了成本转换费用,而且其效率较之其他替代物更高,因此是一种理想的替代工质。目前在德国有90%冷藏箱和冻结箱采用碳氢化合物作为制冷剂,全欧洲新生产的家用冷藏箱和冻结箱中也有25%采用碳氢化合物作为制冷剂。但是由于碳氢化合物具有可燃性等许多不利因素,使其应用受到一定的限制。
R404A是一种对大气臭氧层无破坏的,可长期替代R502的混合制冷剂。R404A是HFC125, HFC143a和HFCI 34a按44:52:4的重量比组成的近共沸混合物,它在低温下(一40℃~-10℃)具有与R502相近的制冷性能,适用于商用低温制冷装置。在同工况下压缩机的压力比增大,容积效率下降。但压缩机的等熵压缩排气温度有所下降,这将有利于改善压缩机工作的可靠性。比如对应用于法国泰康商用风冷冷凝机组在低溢下对其性能进行测试表明:在较高环境温度和较低蒸发温度时,R404A的制冷量和(SOP值均低于R502,而在较低环境温度和较高蒸发温度时,R404A的性能略优于R502。当环境温度为32℃时,两者性能十分接近,其制冷量和(DOY之差均小于3%0随着环境温度的进一步下降,这种趋势会更加明显。
此外,R404A的制冷系统采用过冷循环可以比R502取得更好的效果,因此建议有条件的场合,如水冷冷凝机组中,在制冷系统中加装过冷器,在风冷冷凝机组中可加装气液交换器(回热器),这样可以改善R404A机组的经济性。