在全球積極探尋低全球變暖潛值（GWP）的創(chuàng)新解決方案之時，霍尼韋爾憑借其氫氟烯烴（HFO）Solstice?品牌脫穎而出，成為氟碳制冷劑技術(shù)領(lǐng)域的先鋒。

Solstice?品牌系列產(chǎn)品在性能上與目前使用的固定和移動式制冷劑、發(fā)泡劑及氣溶膠推進劑不相上下，但其獨特的分子結(jié)構(gòu)縮短了在大氣中的存留時間，從而實現(xiàn)了更低的全球變暖潛值，彰顯了霍尼韋爾在環(huán)保領(lǐng)域的突破性成果。其中，Solstice? L40x（R-455A）、Solstice? 454C（R-454C）和Solstice? 454B（R-454B）作為先進的長效制冷和暖通空調(diào)制冷劑，具有弱可燃性（A2L），預(yù)計在未來幾年將在暖通空調(diào)和制冷領(lǐng)域得到應(yīng)用。

自19世紀(jì)工業(yè)化學(xué)品應(yīng)用于制冷領(lǐng)域以來，制冷劑及制冷技術(shù)的發(fā)展始終圍繞著人們對安全、高效和環(huán)保的需求展開。如今，氫氟烯烴（HFO）基制冷劑的應(yīng)用，進一步推動了行業(yè)的進步。隨著制冷技術(shù)和空調(diào)設(shè)備的普及，安全的食品供應(yīng)鏈和舒適的人居環(huán)境已經(jīng)成為全球人民生活的重要組成部分，為人們帶來了諸多福祉。然而，隨著對工業(yè)化學(xué)品危害、臭氧消耗潛值（ODP）以及全球變暖問題的深入了解，世界各國紛紛制定了相關(guān)法規(guī)，以確保使用安全且環(huán)保的制冷劑。

美國在2020年通過了《創(chuàng)新與制造法案》（AIM法案），該法案延續(xù)了《蒙特利爾議定書》基加利修正案的管控要求。根據(jù)AIM法案，含氟制冷劑生產(chǎn)商需要遵循分階段削減計劃，并根據(jù)全球變暖潛值（GWP）獲得特定配額。生產(chǎn)商的配額是基于GWP數(shù)值以及分階段削減計劃來確定的。與此同時，《蒙特利爾議定書》禁止了在美國境內(nèi)生產(chǎn)氯氟烴（CFC）和氫氯氟烴（HCFC）制冷劑，其實施階段已于2020年1月1日在美國正式生效。此外，《蒙特利爾議定書》基加利修正案將氫氟碳化物（HFC）納入受控物質(zhì)清單，并要求到2036年將氫氟碳化物的使用量降低至基準(zhǔn)水平的15%。

美國環(huán)保署 (EPA) 依據(jù) AIM 法案授權(quán)，于 2023 年 10 月在技術(shù)過渡計劃中頒布了針對特定行業(yè)的法規(guī)。此類行業(yè)特定法規(guī)旨在禁止在特定應(yīng)用場景中使用全球變暖潛較高的制冷劑。部分?jǐn)M議行業(yè)法規(guī)及其 A2L替代方案如下表所示：

A2L簡介

根據(jù)ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)34，制冷劑按照毒性和可燃性被分為多種類型，從無毒不可燃（無火焰?zhèn)鞑ィ┑接卸靖呖扇嫉牟煌闆r。其中，A2L是一種近年新增的制冷劑分類級別。A2L級制冷劑的可燃性低于A2和A3級制冷劑，并且能夠適用于多數(shù)A1級制冷劑（例如R-404A和R-410A）的應(yīng)用場景。具體來說，A2L級制冷劑的可燃性明顯低于A2級，遠(yuǎn)低于A3級制冷劑。

毒性:

·低:A

·高:B

可燃性:

·無火焰?zhèn)鞑?1

·低可燃性:2L

·可燃:2

·可燃性較高:3

示例:

·A3:碳?xì)浠衔?R-290、R-600a)

·A2:R-142b、R-143a、R-152a

A1:R-22、R-404A、R-407C、R-410A、R-448A。R-744A2L:R-1234yf、R-1234ze、R-455A、R-454B、R-454C

·B:R-123、R-245fa

·B2L:氨(R-717)

下文提到的制冷劑能夠適配多種應(yīng)用場景，但使用時必須符合相關(guān)的環(huán)境法規(guī)、安全規(guī)范（例如UL、CSA等）以及機械規(guī)范（例如ASHRAE、UMC、IMC等）。

總體來看，A2L制冷劑將在商業(yè)、住宅和工業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，并且在未來有望取代傳統(tǒng)的A1級制冷劑，成為新設(shè)備的較好選擇之一。

Solstice? L40x (R-455A) 是一種弱可燃（A2L）制冷劑，其在0 psig壓力下的沸點為-50°F（露*和泡點的平均值）。它適用于中溫和低溫制冷應(yīng)用，并且具有較好的環(huán)保性能：其全球變暖潛值（GWP）為146（AR5），臭氧消耗潛值（ODP）為零。與其他同類制冷劑相比，L40x的可燃性下限值（LFL）更高，這意味著火焰發(fā)生的可能性大幅降低。因此，L40x的充注量限值也明顯高于同類制冷劑。

規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)15于2022年發(fā)布，其中對A2L制冷劑的等級提出了具體要求。此前的版本將A2L歸類為A2制冷劑的子類別，并對A2制冷劑規(guī)定了更嚴(yán)格的使用要求。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)的第7.7節(jié)，A2L制冷劑被允許用于非人居舒適性系統(tǒng)，并且可以采用260xLFL [kg/m3]的計算方法，這一方法符合UL 60335-2-89標(biāo)準(zhǔn)。

此外，除非用于工業(yè)場景，否則系統(tǒng)必須通過“認(rèn)證”（參見第7.7.3節(jié)）。要獲得認(rèn)證，設(shè)備需要符合UL60335-2-40（暖通空調(diào)）或UL60335-2-89（制冷）標(biāo)準(zhǔn)。對于工業(yè)系統(tǒng)，應(yīng)遵循ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)中的表7-1和表7-2的規(guī)定，其充注量可以遠(yuǎn)高于商用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。同時，理解法規(guī)中為工業(yè)及倉儲冷柜/冷庫規(guī)定的例外情況（例如更高的充注量）也非常重要。

ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)15作為制冷系統(tǒng)安全的基準(zhǔn)，被國際機械規(guī)范（IMC）、統(tǒng)一機械規(guī)范（UMC）等地方性法規(guī)引用。盡管地方司法轄區(qū)可能會根據(jù)本地需求對ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)進行修改，但總體而言，它仍然是確定制冷安全規(guī)范的重要文件。

設(shè)備安全

1.分體式系統(tǒng)

UL/CSA安全標(biāo)準(zhǔn)的版本都涵蓋了分體式裝置的使用。UL對分體式裝置的定義是：“作為制冷系統(tǒng)整體連接裝置的一部分，遠(yuǎn)程冷凝機組（或冷凝器）或遠(yuǎn)程蒸發(fā)器機組，且該制冷系統(tǒng)的所有組件并非均由制造商指定。” 這一定義實際上將超市和便利店的制冷系統(tǒng)納入了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍。

由于分體式系統(tǒng)可能使用不同制造商的組件，因此安全規(guī)范需要對“分體式裝置”進行評估。例如，一個完整的制冷系統(tǒng)可能包括由制造商甲生產(chǎn)的冷凝機組、制造商乙生產(chǎn)的展示柜，以及制造商丙生產(chǎn)的步入式冷庫蒸發(fā)器。UL/CSA安全標(biāo)準(zhǔn)要求對每個分體式裝置進行評估，而每個裝置的要求可能各不相同。例如，冷凝機組可能不需要額外的防護措施，而步入式冷藏室可能需要配備泄漏檢測、截止閥以及空氣循環(huán)或排放設(shè)備（具體取決于充注量和冷庫的大?。?/span>

對于采用A2L制冷劑的分體式現(xiàn)場組裝系統(tǒng)，如冷凝機組（壓縮機+冷凝器）或超市“機架”系統(tǒng)，必須滿足**版UL60335-2-89（制冷）或UL60335-2-40（暖通）附錄101.DVG和101.DVU的要求。需要注意的是，此處的現(xiàn)場組裝系統(tǒng)不包括用于步入式冷庫和冷柜的制冷整裝機（卡匣式）或制冰機。

2.整裝式系統(tǒng)

對于整裝式(非分體式)制冷系統(tǒng)，UL60335-2-89規(guī)定：

開放式系統(tǒng)：13xLFL(單位:kg/m°)

帶門設(shè)備或“制冷整裝機”：8xLFL

公共走廊或大堂中的機組：3xLFL

設(shè)計考量

A2L的應(yīng)用：在商用場景中，A2L制冷劑（R-455A）可用于充注量不超過247磅的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可以是分布式冷凝機組，甚至是小型機架系統(tǒng)。對于較大型系統(tǒng)，由于R-455A的可燃性下限值較高，因此支持更大的充注量。這些系統(tǒng)可以通過靈活組合，適應(yīng)多種負(fù)載需求，應(yīng)用于展示柜、步入式冷庫或冷柜等場景。只要遵守各回路與壓縮機系統(tǒng)的充注限值，這些系統(tǒng)可以采用與傳統(tǒng)系統(tǒng)類似的架構(gòu)（具體需參考UL標(biāo)準(zhǔn)的*終文本及其解釋）。此外，固定裝置需要配備泄漏檢測與安全閥等風(fēng)險緩解措施，以確保安全運行。

系統(tǒng)替換的影響

本文研究的A2L制冷劑（R-454C、R-455A）的熱力學(xué)特性與它們所替代的R-404A制冷劑非常相似。然而，改用這些新型制冷劑對商用冷藏系統(tǒng)設(shè)計的主要影響包括：需要根據(jù)所使用的制冷劑類型限制充注量，并且必須實施UL針對商用系統(tǒng)提出的風(fēng)險緩解措施。

如果原有的R-404A系統(tǒng)采用的是分布式布局，那么在改用A2L制冷劑后，系統(tǒng)的數(shù)量可能保持不變。相反，如果原系統(tǒng)采用的是集中式機房布局，那么在改用A2L制冷劑后，可能需要將系統(tǒng)重新布置到更靠近制冷負(fù)載的區(qū)域，并且可能需要增加更多的系統(tǒng)，以滿足充注量的限制要求。

管道規(guī)格

R-455A和 R-454℃ 的管道尺寸與 R-404A 相似。R-455A 壓降 (°F) 低于 R-454C。

R-454C 壓降較高。如果將 R-404A管路規(guī)格用于 R-454C，需注意這一差異。

管路防護

管路的防護措施需要根據(jù)其安裝位置和環(huán)境進行調(diào)整。首先，戶外管路必須采取防護措施，以抵御冰雹、冰雪荷載等惡劣天氣因素造成的損害，并避免在預(yù)期的行人或車輛通道內(nèi)受到損壞。如果管路鋪設(shè)在地下，則必須埋設(shè)于竣工地面以下不低于8英寸（約200毫米）的位置，并采取防腐蝕保護措施。其次，當(dāng)室內(nèi)管路距地面高度不足7英尺3英寸（約2200毫米），且與設(shè)備距離超過6英尺（約1500毫米）時，也必須實施防護措施。此外，穿過開槽、立柱等結(jié)構(gòu)的管路，應(yīng)根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的防護措施。

關(guān)于標(biāo)簽充注設(shè)備與存儲

當(dāng)使用A2L制冷劑時，必須選擇經(jīng)過審批且適合特定應(yīng)用場景的系統(tǒng)。承包商或分銷商需要對這一要求承擔(dān)部分責(zé)任。例如，對于步入式冷庫冷凝機組，必須明確標(biāo)注步入式冷凍室的*小面積，小于該面積的步入式冷凍室將不符合UL要求。

制造商將提供包含充注量計算說明的充注標(biāo)簽，該標(biāo)簽由安裝人員負(fù)責(zé)填寫。為了較大限度減少管路內(nèi)的A2L制冷劑，應(yīng)盡量縮短充注管路的長度。根據(jù)UL規(guī)范，在回收A2L制冷劑時，需要用無氧氮氣吹掃系統(tǒng)，并充入達(dá)到工作壓力的氮氣，然后排空。

充注和回收工作必須嚴(yán)格遵守設(shè)備操作流程和當(dāng)?shù)匾?guī)范。鋼瓶必須配備泄壓閥和截止閥。關(guān)于倉庫存儲，建議參考AHRI安全制冷劑過渡工作組文件以及當(dāng)?shù)刂鞴懿块T的相關(guān)文件。至于鋼瓶在維修車輛中的存儲要求，目前尚未正式確定，可能的存儲方式包括垂直放置和45度角放置。