碳氢制冷剂

异丁烷（R600a）和丙烷（R290）

从化学角度讲，碳氢化合物（HC）是一种由氢和碳组成的基本化合物，天然存在于原油、天然气或煤炭中。碳氢化合物（HC）是碳氟化合物制冷剂（CFC/HCFC/HFC）的无毒环保型替代品，而碳氟化合物制冷剂（CFC/HCFC/HFC）对环境有害，因为它们与臭氧破坏和温室效应有关。碳氢化合物除了具有环境效益外，还比合成制冷剂便宜，因为它们是天然气和石油的副产品。碳氢化合物的工作温度几乎与氢氟碳化合物相同，但充注量较低。良好的热力学和物理特性使碳氢化合物成为一种节能解决方案。

全球变暖潜势（GWP）低

碳氢化合物的全球升温潜能值很低，ODP 为零，根据安全标准 ASHRAE 34，被归入 A3 组--高易燃、低毒性。由于它们是具有潜在后果的易燃物，因此在设计、组装、运行和维护过程中必须考虑各种国际和国家标准中规定的安全预防措施。

异丁烷 （R600a）广泛应用于较小的场合，如家用冰箱、冰柜、迷你吧台、汽车和航海用具。丙烷（R290）则常用于餐饮和零售业的商业制冷、商品销售、热泵、空调和医疗应用。

重要日期

• 中国，2030 年 1 月 - 减少 60% 的氟氯碳化物排放（目前尚无具体规定）
• 中国，2025 年 1 月 - 减少 25% 的氟氯碳化物排放（目前尚无具体规定）
• 欧洲，2022 年 1 月--禁止在商用冰箱和冰柜中使用全球升温潜能值大于 150 的氟氯碳化物
• 美国，2021 年 1 月--禁止在汽车空调中使用 R134a
• 美国，2020 年 1 月--禁止在所有 MBP 应用和独立 LBP 系统中使用氟氯碳化物
• 欧洲，2020 年 1 月--禁止在移动室内空调中使用全球升温潜能值大于 150 的氟氯碳化物
• 欧洲，2020 年 1 月--禁止在商用冰箱和冰柜中使用全球升温潜能值大于 2,500 的氟氯碳化物
• 美国，2019 年 1 月--禁止在自动售货机和 MBP 制冷系统中使用氟氯碳化物（<2,200 BTU/h）
• 美国，2017 年 1 月--禁止在超市系统中使用氟氯碳化物
• 美国，2016 年 7 月 - 禁止在所有改装制冷系统中使用氟氯碳化物
• 欧洲，2015 年 1 月--限制氟氯碳化物的进口和生产数量（增加税收）
• 欧洲，2015 年 1 月--禁止在家用冰箱和冰柜中使用全球升温潜能值大于 150 的氟氯碳化物
• 全球，2015 年 1 月--全面禁止 R12 并开始逐步淘汰 R22

安全标准

随着易燃制冷剂的引入和消费量的不断增加，人们越来越重视其安全性。因此，它们必须遵守安全准则和法规。这不仅适用于制冷剂的安全操作和使用、人员和财产保护或培训，而且一些标准还规定了不同类型应用的最大允许充注量，以确保安全操作。各国各地的限制不尽相同，必须进行咨询以确保符合法律规定。

什么是标准？

标准是确保产品和服务达到统一水平的正式文件。国际标准代表了国家委员会和参与者的共识，为设计、使用、生产、安装、产品和服务提供指导。国家和地区机构对国际标准的执行是自愿的。各机构可自行决定是否采用细化的规定或根据当地情况进行修订。部件和设备制造商、安装人员和服务技术人员必须遵守相关标准。

欧洲和国际标准

EN378（相当于欧洲的ISO5149）是适用于固定或移动制冷系统的通用安全标准。它涉及制冷系统和热泵在设计、建造、安装、运行、维护、修理和处置方面的安全和环境要求。

IEC60335-2-89是关于内置或远程制冷剂装置或压缩机的商用制冷设备的国际产品安全标准。除其他外，该标准规定了制冷剂充注量限制，优先于通用标准 ISO5149 的要求。国际标准为国家标准提供了指导。在欧盟，该标准成为EN60335-2-89，并得到欧盟所有成员国的认可。这两种标准基于相同的内容和安全要求，但 EN 标准包括当地市场的额外要求，如果电器投放到欧洲市场，则成为强制性标准。

该标准涵盖的设备包括展示柜和储藏柜、冷藏柜和冷冻柜、台上式和台下式设备、鼓风式冷风机和鼓风式冷冻机以及商用制冰机。家用、工业制冷、商用分配器、自动售货机、冰淇淋机、实验室设备、步入式冷藏室、汽车、船只和移动应用中使用的设备不属于该标准的范围，而是由其各自的规范涵盖。

国际修订，包括更高的电荷限制

2019 年，国际电工委员会（IEC）发布了 IEC 60335-2-89 标准的修订版，其中包括提高独立商用电器中易燃制冷剂的充注限值。这样做的目的是为了促进可燃制冷剂的使用，并在向绿色解决方案发展的过程中为更多的设备开辟空间。

该标准涵盖所有安全等级，但不同的限值设定为 13*LFL（低可燃性限值），最大充注量不超过 1.2 千克。对于安全等级为 A3 的丙烷和异丁烷，这意味着每回路 500 克，而对于安全等级为 A2 和 A2L 的丙烷和异丁烷，每回路 1,200 克。随着装载量的增加，还规定了额外的安全要求和措施。这些要求和措施包括冷却回路的密封、含制冷剂部件的保护措施、防止过度振动的应用结构以及设备最小安装面积的标记。

欧洲更新

在欧洲，EN60335-2-89于 2022 年 8 月更新，目前正在与机械指令 2006/42/EC 进行协调。在流程最终确定和立法文件发布之前，易燃制冷剂的当前限值为 150 克，如果需要更高的充注量，则必须遵循 EN378 通用标准的风险评估和要求，以确保考虑到所有危险。

各国当局在采用 IEC60335-2-89 标准方面的差异、不同的时间表和不同的内容（适应当地要求）可能会给在不同地区销售设备时应用哪种标准和满足哪种要求带来困难。

美国环境保护署 (EPA) - 重要新替代品政策 (SNAP)

美国环境保护局 (EPA)的 "重要新替代品政策（SNAP）- 制冷和空调"是一项旨在评估和管制各行业和应用中的臭氧消耗物质的计划。根据《蒙特利尔议定书》，自 1989 年起已禁止使用氯氟化碳。此外，《京都议定书》于 1997 年宣布减少氟氯烃的使用。SNAP 计划是《气候行动计划》的一部分，它根据对环境和人类健康影响的总体认识以及目前对可用替代品的了解做出决策。该政策还规定，如果环保局确实找到了合适的替代品，则有义务禁止使用该替代品。

SNAP 计划旨在

• 确定和评估在历史上使用过消耗臭氧层物质 (ODS) 的最终用途中的替代品；
• 研究现有替代品和新替代品对人类健康和环境的总体风险；
• 按最终用途公布可接受和不可接受的替代品清单；
• 推广使用可接受的替代品；以及
• 向公众提供有关替代品对环境和人类健康潜在影响的信息。

(资料来源：环境保护局）

SNAP 计划通过更新受影响最终用途清单，为降低人类健康和环境风险迈出了重要一步。对该行业而言，重要的一步是将易燃碳氢化合物丙烷（R290）纳入了可接受的制冷剂清单，适用于多种应用，如独立式商用制冰机、水冷却器和超低温制冷设备。此外，美国环保局还根据《清洁空气法》（CAA）第 608 条的规定，免除了丙烷的通风禁令，从而确认丙烷不会对环境造成威胁，因为 R290 对空气质量的影响相对较小。即使在最坏的情况下，丙烷对人类健康和环境的总体影响也不会比其他被列为可用于商用制冰机、水冷却器和超低温制冷设备的制冷剂更大。

美国环保局定期对替代品的环境和健康风险进行审查。它们被分为可接受、不可接受或在使用条件下可接受。如果有另一种替代品可用或可能可用，则被视为不可接受的替代品。按行业划分的替代品清单公布在以下网站上：

www.epa.gov/snap/snap-substitutes-sector。

丙烯和 R-443A 仍被列为不可接受的替代品

美国环保局将丙烯（R-1270）和混合制冷剂 R-443A 列为不可接受的替代品，适用于冷却系统泄漏问题严重的新建冷库。将其列入清单的原因既不在于臭氧消耗，也不在于其全球变暖的可能性。除了这两个因素外，美国环保局还评估了丙烯和 R-443A 的三种成分对当地空气质量的潜在影响。丙烯也是 R-443A 的三种成分之一，其光化学反应活性远高于其他两种碳氢化合物。这意味着丙烯作为一种不饱和分子，在大气中的反应性明显高于丙烷等。

美国创新与制造法案》（AIM）

自 2020 年 12 月起生效的《美国创新与制造法案》授权美国环境保护局（EPA）管理、减少和限制美国市场上高强度温室气体氟氯碳化物的使用。与 2022 年的基线相比，《AIM 法案》将使高全球升温潜能值氟氯碳化物制冷剂的生产和消费在 2036 年前减少 85%：

• 2022 年 1 月：逐步减少 10
• 2024 年 1 月：逐步减少 40
• 2029 年 1 月：逐步减少 70
• 2034 年 1 月：逐步减少 80
• 2036 年 1 月：最终淘汰 85

为实现这一目标，环保局确定了三个主要重点领域：

1. 限制并逐步减少氟氯碳化物的生产和消费（配额分配计划）；
2. 通过制定法规来管理氟氯碳化物及其替代品，控制氟氯碳化合物的使用和再利用，最大限度地减少氟氯碳化物的排放并最大限度地回收氟氯碳化物；以及
3. 通过基于行业的限制来促进向下一代技术的过渡，并在已经或即将出现全球升温潜能值较低的替代品的特定行业限制氟氯碳化物的使用（技术过渡计划）。

氢氟碳化物（HFCs）是一种温室气体，被许多行业和应用所使用，如制冷、空调、建筑、灭火系统、泡沫和气溶胶。氟氯碳化物的升温潜能值因化学成分不同而有很大差异。

美国环保局于 2023 年 10 月发布的《逐步淘汰氢氟碳化物最终规则》规定了限额分配，并限制在新气雾剂、泡沫、制冷、空调和热泵产品及设备中使用、销售、安装、分销、出口和进口全球升温潜能值较高的氢氟碳化物。限制日期生效三年后，还将限制全球升温潜能值较高产品的贸易。限制不适用于任何正在使用的现有产品和系统以及用于维修现有系统的部件贸易。

技术过渡计划对允许使用的氟氯碳化物或其混合物设定了最大 GWP 限制。对于某些次级行业，EPA 列出了限制使用的特定氟氯碳化物或其混合物。合规期限和 GWP 限制因产品和系统而异，也因部门和分部门而异，首次限制从 2025 年 1 月开始，最后一次限制从 2028 年 1 月开始。产品在出厂时被定义为功能性的，系统由多个组件组装而成，并在现场充电。

选定产品和系统的新独立制冷、空调和热泵的履约日期和 GWP 限值：

2025 年 1 月：

• 固定式住宅和轻型商用空调及热泵，GWP 700
• 家用冰箱和冰柜，GWP 150
• 自动售货机，GWP 150
• 零售食品制冷--独立设备，GWP 150
• 汽车空调--轻型乘用车，GWP 150，2025 车型年，且不得早于《联邦登记册》公布后一年
• R-402A, R-402B, R-404A, R-407B, R-408A, R-410B, R-417A, R-421A, R-421B, R-422A, R-422B, R-422C, R-422D, R-424A, R-428A, R-434A, R-438A, R-507A, R-125/290/134a/600a (55/1/42.5/1.5），RS-44（2003 年配方），GHG-X5

2026 年 1 月

• 自动商业制冰机，全球升温潜能值 150

2027 年 1 月

• 数据中心、计算机房空调、信息技术设备冷却，全球升温潜能值 700
• 零售食品--制冷剂不超过 500 克且不在 UL621 第 7 版范围内的冷藏食品加工和分配设备，全球升温潜能值 150
• 零售食品 - 制冷剂超过 500 克且不在 UL621 第 7 版范围内的冷藏食品加工和分配设备，注 1 列出的禁用物质
• 独立式自动商用制冰机 - 批量型，收获率超过 1,000 磅，连续型，收获率，注 2 所列禁用物质

2028 年 1 月

• 机动车空调 - 中型客车、重型皮卡车、全套重型货车，全球升温潜能值 150，2028 型号年
• 零售食品--冷藏食品加工和分配设备--UL621 第 7 版范围内的冰淇淋机，注释 1 中列出的禁用物质

注 1：R-402A、R-402B、R-404A、R-407A、R-407B、R-407C、R-407F、R-407H、R-408A、R-410A、R-410B、R-411A、R-411B、R-417A、R-417C、R-420A、R-421A、R-421B、R-422A、R-422B、R-422C、R-422D、R-424A、R-426A、R-427A、R-428A、R-434A、R-437A、R-438A、R-507A、HFC-134a、HFC-227ea、R-125/290/134a/600a（55/1/42.5/1.5), RB-276, RS24 (2002 年配方), RS-44 (2003 年配方), GHG-X5, Freeze 12
注 2：R-402A、R-402B、R-404A、R-407A、R-407B、R-407C、R-407F、R-408A、R-410A、R-410B、R-411A、R-411B、R-417A、R-417C、R-420A、R-421A、R-421B、R-422A、R-422B、R-422C、R-422D、R-424A、R-426A、R-428A、R-434A、R-437A、R-438A、R-442A、R-507、R-507A、HFC134a、R-125/290/134a/600a（55/1/42.5/1.5）、RB-276、RS-24（2002 年配方）、RS-44（2003 年配方）、GHG-X5、G2018C、Freeze 12。

为支持遵守该法规，所有使用全球升温潜能值较高的氟氯碳化物的新产品和部件都必须贴上标签，并且必须向 EPA 报告此类产品和部件的生产或进口情况。标签必须包括氟氯碳化物或其混合物名称、生产日期或至少四位数年份以及制冷剂充注量。必须标明独立式自动商用制冰机的收获率。

作为一项联邦法律，《AIM 法》适用于美国各州。除颁布法律外，一些州还颁布了自己的法规，超出了 EPA SNAP 的要求。

UL60335-2-89

该标准规定了商用电器设计、构造和性能的安全要求，包括电气、机械和热安全要求。所涵盖的商用电器包括餐厅、杂货店和便利店中食品和饮料的储存和展示，也包括制冰机。遵守安全标准可确保电器的安全使用和操作，防止事故发生。

2021 年 10 月，保险商实验室（UL）发布了第二版安全标准 UL60335-2-89，提高了 A3（碳氢化合物）和 A2L 制冷剂的充注限值，扩大了其在商业应用中的使用范围。之前的限值为 150 克。商业独立应用中允许的最大制冷剂量取决于产品类型及其设计。

对于无门的开放式设备，制冷剂充注量增加到 13* LFL，即 500 克 R290；对于有门或抽屉的封闭式设备，制冷剂充注量增加到 8* LFL，即 300 克 R290。

关于允许或建议在特定应用中全部或在特定条件下使用的 A2L 制冷剂，有几种制冷剂，如 R32、R1234yf、R454A、R454B、R454C、R455A、R516A、R1234ze(E)。由于该组涵盖的制冷剂范围很广，因此没有设定最大充注限制，而必须根据制冷剂特性和设备设计（开门或带门或抽屉的封闭式设备）进行计算。

随着充注量的增加，已经确定了安全使用易燃制冷剂的具体要求。这些要求侧重于防漏设计--密封系统、耐腐蚀材料、连接结构、使用泄漏检测设备和充分通风以降低危险浓度、火源控制和使用安全功能、阻燃盖或无火花部件。使用易燃制冷剂的设备必须贴有标签，注明制冷剂类型、充注量和适当的安全警告。

第二版 UL60335-2-89 以国际 IEC60335-2-89:2019 为基础，涵盖了当前市场的所有变化，便于进入全球市场。为与最新版本保持一致，商用制冷设备和制冰机标准（如下所列）将由 UL60335-2-89 取代：

• UL412 - 制冷单元冷却器
• UL471--允许使用 150 克 A3 和 500 克 A2L 的商用制冷设备
• UL427 - 制冷装置
• UL563 - 制冰机
• UL1995 - 加热和冷却设备
• CSA c22.2 No. 120 - 制冷设备

这意味着，在 2024 年 9 月 29 日之后，以前由上述标准涵盖的所有新设备都需要符合 UL60335-2-89 并通过认证。

根据上述标准进行的应用认证在下一次技术重新评估之前仍然有效，必须符合 UL60335-2-89 的要求。

在美国和加拿大市场上使用易燃制冷剂含量较高的电器必须遵守相关法规和政策，如 EPA SNAP、Ashrae 15 或州和地方建筑法规，这些法规和政策需要批准并纳入 UL60335-2-89 第二版的更新内容以及易燃制冷剂的使用。

易燃制冷剂

制冷剂是一种易燃气体，与火源（电火花、火焰、静电）接触时，可能被点燃或燃烧并引发火灾。可燃性下限（LFL）和上限（UFL）决定了物质在特定条件下产生火焰的能力。这些限值规定了物质在空气中可燃的浓度范围。低于 LFL 时，浓度过低，无法燃烧或爆炸；高于 UFL 时，浓度过高或缺乏氧气，无法燃烧或爆炸。如果处理、使用和储存得当，制冷剂引起火灾的风险很低。用户、制造商、安装人员和所有其他接触易燃制冷剂的人员都必须遵守安全规则。

易燃制冷剂的全球升温潜能值低、臭氧消耗潜能值为零、供应广泛且价格低廉。虽然易燃，但由于其能源和成本效率高、质量好，被广泛用于制冷和空调设备中。

用于轻型商用和家用电器的典型易燃制冷剂是 R290 和 R600a，R1234yf用于汽车空调系统、迷你酒吧和卡车冰箱。

A2 和 A2L（分别为 B2 和 B2L）之间的主要区别在于制冷剂产生火焰的能力。*L 组制冷剂会燃烧，但其燃烧速度低于 10 厘米/秒，低于 A2 或 A3。它们很难被点燃并容易自熄。

所有易燃制冷剂都要求系统设计和操作遵循安全预防措施。它们只能用于新装置，不能作为现有氢氟碳化物系统的直接替代品。电气设备必须符合 IEC/EN 60079-15 标准，必须无火花或有外壳保护。

为防止易燃制冷剂引发火灾，已通过相关标准限制充注量。这些标准因地区和国家而异，必须查阅以确保符合法律要求。如果需要更高的充注量，则必须进行风险分析，以确定和分析所有潜在风险，并证明产品的安全性。必须考虑充注量和安装地点的点火源。

ISO5149 或 EN378 等安全标准对使用易燃制冷剂的系统的设计、制造、安装和运行提出了要求，目的是将爆炸风险降至最低。

使用易燃制冷剂的思科普压缩机即使在出厂时不含制冷剂，也会贴上黄色警告标签。

制冷剂充注

制冷剂的充注必须谨慎、准确。可以按重量或体积充注。如果是易燃制冷剂，建议使用称重法，因为充注量较低。冰箱制造商会在标签、数据表、目录或其他文件上注明制冷剂的类型和数量。最佳充注量是在正常运行条件和标准环境下进行测试时检测到的。

目前有效的欧洲法律 EN60335-2-89 规定，为降低易燃性危险和毒性风险，产品中制冷剂的最大允许量为 150 克。这个数量可以涵盖大多数插入式商业应用--商品销售店和食品零售店。远程系统不在此标准范围内，但遵循 EN378 标准，标准不同，没有充注限制，但有其他明确的安全规定。

碳氢制冷剂充注量增加

国际电工委员会（IEC）从 2019 年起对全球安全标准 IEC60335-2-89 进行最新修订，允许在独立式商用制冷设备中增加易燃制冷剂的充注量。生态解决方案的发展和对更高充注量的需求促使了充注量的增加。该标准是自愿性的，只有在地区机构通过并调整后才会生效。

此次修订涵盖了所有安全等级，但限额有所不同，变为 13*LFL。对于单回路，安全等级为 A3 的制冷剂（R290、R600a）的充注限值从 150 克增至 500 克，安全等级为 A2 和 A2L 的制冷剂（R1234yf、R454C、R455A）的充注限值从 150 克增至 1200 克。该标准涵盖的设备包括展示柜和储藏柜、冷藏柜和冷冻柜、台上式和台下式设备、鼓风式冷风机和鼓风式冷冻机以及商用制冰机。所有其他设备，如自动售货机、冰淇淋机、实验室设备和家用制冷设备，都符合各自的标准。

新修订的标准还规定了使用较高电荷时的额外安全要求和措施，以避免给用户带来更大的风险。这包括冷却回路的密封、保护含有制冷剂的部件不被触及、防止过度振动的应用结构，以及在设备上标明允许安装的最小占地面积。

安装和维修

使用易燃制冷剂的系统的安装、维护和修理必须由经过适当培训的人员进行。这包括工具知识、压缩机和制冷剂的运输以及相关规定和安全预防措施。

在维修过程中，存在制冷剂释放或泄漏的可能性。应消除任何潜在的火源，并通过空气或使用换气扇对空间进行适当通风。该区域应标有警告标志，并使用专为特定制冷剂设计的泄漏探测器进行监测，以确保制冷剂浓度不超过限值。室内必须备有灭火器。始终需要个人防护设备（PPE）、手套、护目镜和抹布。

不允许将现有系统从氢氯氟烃和氟氯碳化物转换为 R600a 和 R290，因为系统未经批准可使用易 燃制冷剂，而且电气安全也未经现行标准测试。

思科普R600a 和 R290 应用指南