新型制冷剂HFO-1234yf与分子筛干燥剂的相容性研究

　　0 前言

　　HFC-134a 为目前车用空调中使用最广泛的制冷剂，虽然其臭氧消耗潜值(ODP)为零，但它的温室效应潜值(GWP)高达1300，在大气中停留时间长，大量使用会引起全球气候变暖。根据欧盟F- gas 法规，从2011 年1 月1 日起禁止GWP 大于150 的含氟气体用于新车型的汽车空调器中;从2017 年1 月1日起，禁止GWP 大于150 的含氟气体用于所有新出厂的汽车空调器中。美国也要求从2008 年开始逐步淘汰汽车用 HFC- 134a 制冷剂[1- 3]。

　　HFO- 1234yf 作为一种新型的应用于汽车空调系统的制冷剂，其特点是具有很低的全球变暖潜值(GWP=4)。2008 年，霍尼韦尔公司与杜邦公司[4- 5]先后公 了HFO- 1234yf 制冷剂的最新资料 ，为HFO- 1234yf的环保性能和安全性能报告提供了详细的数据。霍尼韦尔亚太技中心的台架试验与实车试验验证了 HFO- 1234yf 的整机兼容性、与溶剂油的兼容性、材料密封性，指出 HFO- 1234yf 能够完全替代 R134a 制冷剂。

　　与其它烷烃类制冷剂一样，HFO- 1234yf制冷剂自身或在运行过程中，也会存在微量水分或酸分，制冷管路中也需要干燥器或干燥储液装置，防止冰堵，以保证制冷系统的正常运行。干燥装置中的干燥剂在除去制冷剂中微量杂质的同时，须不分解制冷剂，不对制冷介质产生影响，即所谓干燥剂须与制冷剂相容。通常使用的干燥剂为分子筛，但不同类型的分子筛与制冷剂的相容性是不一样的。实验分别考察了3A、3A- 60、4A、13X 型分子筛与HFO- 1234yf 制冷剂的相容性，为工业生产提供理论依据。

　　1 实验部分

　　1.1实验材料

　　制冷剂HFO-1234yf，美国Interra Global 公司;溶剂油PAG 46，上海坪尧贸易有限公司;3A、3A- 60、4A、13X 分子筛(1.6~2.5 mm)，上海绿强新材料有限公司。

　　1.2实验方法

　　1.2.1 McBain- Bakr法

　　McBain-Bakr 法是评价分子筛干燥剂对气态物质如水分、制冷剂等吸附情况的标准实验方法。该方法可以较精确地观察干燥剂对制冷剂的吸附性能，依此判定HFO-1234yf与分子筛干燥剂的相容性。

    首先将样品放入空篮中，封闭体系，套上加热套加热，同时开启真空泵抽真空，加热系统温度达到360 ℃，在此温度下恒温1 h，除去加热套，冷却至室温，读出样品篮的位置。当系统真空度小于20 Pa 时，关上连接真空泵的旋塞，封闭系统。打开与制冷剂HFO- 1234yf连接的旋塞，使制冷剂缓慢进入系统，此时分子筛样品开始吸附，待系统压力达到66.67 kPa 并维持不变时，吸附达到平衡，从高度计读出样品篮位置。根据虎克定律，计算得到干燥剂对制冷剂的吸附量。