全球向低 GWP 制冷剂转型
制冷剂对气候的影响正日益受到全球关注。即使设备本身用电效率较高，通过泄漏或设备报废释放的气体，仍可能显著加剧全球变暖。自 2024 年 3 月起适用的欧盟含氟温室气体法规（EU）2024/573，收紧了 HFC 削减要求，并进一步限制了特定设备类别中含氟制冷剂的使用。这些规定增强了制造商开发采用 R290 等低 GWP 替代品的产品的动力。该法规并未指定必须使用 R290，而是使其覆盖的应用继续依赖高 GWP 制冷剂变得越来越困难。
R290 能够替代哪些制冷剂？
在某些制冷和空调应用中，R290 可以替代 R22、R134a 和 R404A，但针对不同制冷剂，其作用有所区别。对于 R22，技术上的关注部分来自两者相近的压力特性。对于 R134a 和 R404A，R290 为制造商开发新型商用制冷设备提供了低 GWP 选择。这里的替代通常意味着引入专为 R290 设计的设备，完成相同的制冷任务，并不意味着现有设备无需改动即可使用 R290。
R290 作为 R22 的替代方案
在常见制冷温度下，R22 和 R290 的饱和压力相对接近，这也是丙烷长期受到关注、被视为替代选择的原因之一。R290 还避免了 R22 带来的臭氧消耗。空调研究已展示 R290 具有实用的制冷性能，其中包括对原有制冷回路进行调整的实验。相似的压力特性可作为开发起点，但不能证明其在所有系统中都能实现相同制冷量或更低耗电量。此外，R290 的可燃性会带来原有 R22 设备可能无法满足的安全要求。
| 性质 | R290 | R22 |
|---|---|---|
| 化学类型 | 碳氢化合物（HC） | HCFC |
| 正常沸点（1 atm） | −42.1°C | −40.7°C |
| 20°C 下的饱和压力 | ≈ 8.4 bar 绝对压力 | ≈ 9.1 bar 绝对压力 |
| 臭氧消耗潜能值（ODP） | 0 | 0.055 |
| 100 年 GWP（AR6） | 0.02 | 1,960 |
| 安全分类 | A3 | A1 |
R290 作为 R134a 的替代方案
R290 已取代部分原由 R134a 承担的应用，尤其是一体式商用冷藏柜和展示柜。R290 的单位容积制冷量更高，在可比条件下，可采用更小排量的压缩机完成相同制冷任务。同时，它在相同温度下的饱和压力也更高。这些差异说明，为何 R290 版本的冷柜需要匹配 R290 的压缩机和制冷回路。外观相似的冷柜，内部制冷组件可能存在较大差异。
| 性质 | R290 | R134a |
|---|---|---|
| 化学类型 | 碳氢化合物（HC） | HFC |
| 正常沸点（1 atm） | −42.1°C | −26.1°C |
| 20°C 下的饱和压力 | ≈ 8.4 bar 绝对压力 | ≈ 5.7 bar 绝对压力 |
| 臭氧消耗潜能值（ODP） | 0 | 0 |
| 100 年 GWP（AR6） | 0.02 | 1,530 |
| 安全分类 | A3 | A1 |
R290 作为 R404A 的替代方案
在包括冷冻柜在内的小型商用制冷设备中，R290 也是一种成熟的 R404A 替代品。与 R404A 相比，其很低的 GWP 可降低制冷剂泄漏对气候的直接影响。工厂制造的冷柜为这种转型提供了实用场景，因为制造商可以将完整制冷回路作为一个整体进行开发和验证。但这些经验不能直接延伸到大型集中式 R404A 装置。将制冷剂分配到多个冷柜的系统，与紧凑的一体式冷冻柜面临不同的工程问题。
| 性质 | R290 | R404A |
|---|---|---|
| 化学类型 | 碳氢化合物（HC） | HFC 混合物 |
| 正常沸点（1 atm） | −42.1°C | 泡点 −46.2°C / 露点 −45.5°C |
| 20°C 下的饱和压力 | ≈ 8.4 bar 绝对压力 | ≈ 11.0 bar 绝对压力 |
| 臭氧消耗潜能值（ODP） | 0 | 0 |
| 100 年 GWP（AR6） | 0.02 | 4,728 |
| 安全分类 | A3 | A1 |
