冷媒，统称制冷剂，是在冷冻空调系统中，用以传递热能，产生冷冻效果之工作流体。现在存在于冷媒市场上的空调冰柜制冷剂种类很多，主要是以R22、R134a、R410a、R290为主。随着《蒙特利尔议定书》、《京都议定书》确立至今，且伴随着不断高涨的环保节能呼声，空调制冷剂领域已经迎来了一场冷媒替代“革命”。
被禁止：R22的必然归宿
关于制冷剂，最为人熟知的就是氟利昂。其又名氯氟烃，是上世纪30年代随着化学工业的发展而出现的一类制冷剂，它的出现解决了制冷空调界对制冷剂的寻求。
R22是氟利昂家族的一员，属于氢氯氟烃类，当80年代空调最初走入我国的千家万户时，使用的制冷剂就是R22，即便过去了近30年，空调外形和功能都在发生革新性变化，目前市场上销售的空调，大多数的定频空调仍在采用R22制冷剂。
其主要用途除了家用空调、中央空调、移动空调、热泵热水器、除湿机外，还使用在食品冷冻设备、船用制冷设备、工业制冷、商业制冷等制冷设备等，是目前应用量最大、应用范围最广的一个制冷剂品种。
作为氟里昂的一种，R22虽然化学稳定性和热稳定性均很高，特别是在没有水份存在的情况下，在200℃以下与一般金属不起反应，加压可液化为无色透明的液体，并可得到-80℃的制冷温度。但是它也具备了氟利昂的一贯特性，那就是会造成臭氧层破坏。
臭氧层作为大气层平流层中臭氧浓度相对较高的部分，其主要作用是吸收短波紫外线，对人体和植物都能起到重要的保护作用。同时还能起到控制温室气体效应的作用，堪比地球家园的“天然防辐”外衣。
R22之所以能够破坏臭氧层是因为制冷剂中有CL元素的存在，而且随着CL原子数量的增加，对臭氧层破坏能力也会增加。因此，从环保角度而言，大量使用R22等氟利昂制冷剂，带来的直接危害就是会造成臭氧层空洞进一步扩大，因而其不是一种空调的完美制冷剂。
对于这种环保性的致命缺陷，各国也引起了重视。在1987年9月16日，于加拿大通过的《蒙特利尔议定书》就向各国开放签字，1989年1月1日生效。按照议定书的规定，各缔约国必须分阶段减少氯氟烃的生产和消费。 中国在1991年也成为了缔约方，按照协议规定，R22制冷剂将从2020年前被逐步淘汰，并于2030年全面停止生产和使用。
具体的履约进程，按照氟制冷剂的淘汰顺序为：含氟量为中级的制冷剂(氢氯氟烃)被含氟量为低级的制冷剂(氢氟烃)替代，含氟量为低级的制冷剂最终被无氟制冷剂替代。
在此背景之下，对臭氧层无害的无氟环保冷媒替代品成为广泛诉求，于是，过渡型冷媒R134a、R410a开始出现在市场，逐步被研发和使用。
被过渡：R410a的历史使命
由于R22被明确规定了淘汰的时间表，所以在《蒙特利尔议定书》签署后，各国开始了冷媒替代品的寻找，这期间R22仍被广泛使用，而R134a(异四氟乙烷，C2H2F4)的出现，最早被人们选定作为R22的替代品，但其无论在家用空调市场还是在商用空调市场，最终却都未赢得广泛的认可。原因在于它的低压特征决定了用R134a的系统必须使用较大体积的压缩机，因而导致了系统成本的增加，因此，R134a又被慢慢地放弃，目前只被用于运行压力较低的汽车空调中。
直到90年代中期，无氟环保冷媒R410a的出现，开始被认为是R22取代的最佳选择。和R22相比，R410a是一种新型环保制冷剂，工作压力为普通R22空调的1.6倍左右。提高空调性能，不破坏臭氧层。主要有氢，氟和碳元素组成(表示为hfc)，具有稳定，无毒，性能优越等特点。同时由于不含氯元素，故不会与臭氧发生反应，即不会破坏臭氧层。
日本是最早使用R410a的国家，其在小型空调首先使用无氟环保冷媒，引发了而后的无氟空调普及潮。这种普及潮，从日本蔓延，到澳洲新西兰再到美国，最后逐渐影响到国内市场。
然而，R410a在国内发展普及的速度是缓慢的，中国开始关注R410a主要是出于空调制造商开拓海外市场的需要。大多数出口产品到欧洲的中国制造商发现开发R410a空调系统是他们的唯一选择。伴随着变频能效等级制度的推行，以及国内变频空调在2009年前后的爆发性增长，R410a在国内迎来了广泛关注。
[page]虽然市面上销售的多数变频空调都开始采用R410a来替代原有的R22制冷剂，变频空调也在进一步替代定频空调的市场份额。但是R410a还不是环保制冷剂的终极品，只是一个过渡性的替代品。原因在于其虽然不破坏臭氧层，却仍是“温室效应”的元凶。其地球温暖化系数(GWP)为1730，与R22基本相同。
根据1997年12月由联合国气候变化框架公约参加国三次会议制定的《京都议定书》，其目标是“将大气中的温室气体含量稳定在一个适当的水平，进而防止剧烈的气候改变对人类造成伤害”。显然，R410a还存在一定的不足。其历史使命依旧停留在过渡冷媒的定位上，只是就目前来说，R410a是在没有生产出更安全、更环保和更便于运输的制冷剂之前的不错选择。
同时，由于R410a的专利权一直掌握在霍尼韦尔、杜邦、大金三家外资企业手中，我国空调厂商必须缴纳高昂的使用费，2011年11月专利已经到期。专利权到期后，也触发中国企业开始寻找并研发R290、R32、R161等新型冷媒产品，以冲破了发达国家对新一代制冷剂的技术垄断，使我国空调业向环保、节能的目标迈进了重要一步。
替代物：R290开始推广普及
为了保护环境，减小温室效应，那么制冷剂的发展趋势应符合两方面的要求：一要环保。二要节能。
所以，在完美冷媒的寻找过程中，在制冷剂历史替代的“革命”中，在研发的多种新型冷媒中，无氟且不会造成温室效应的碳氢制冷剂R290(俗称“丙烷”)的呼声最高。在中国制冷博览会上，多家企业和代理商重拳出击，将碳氢制冷剂R290作为“主角”。
在当前保护臭氧层及遏制全球变暖趋势的大背景下， R290也是被行业内公认为最具发展潜力的新冷媒，具有无氟、低碳、天然、高效等诸多优势。首先其破坏臭氧潜能值(ODP)为零，其次全球变暖系数(GWP)极低，几乎不会产生温室效应，仅凭借这两点就已经优于R22和R410a。不但符合《蒙特利尔议定书》对于淘汰臭氧层消耗物质的要求，而且也符合《京都议定书》关于减排温室气体的要求。
氟替代的重要领域空调制冷中，根据业内人士测算，以我国房间空调器年产8000万台计算，R22制冷剂的用量超过8万吨，如果所有的R22制冷剂都为R290所替换，按现有年产量，可年减排1.4亿吨当量的二氧化碳，根据议定书第一阶段“削减冻结水平10%”的目标下，新型制冷剂就有望打开约30%的新增市场。毫无疑问，采用R290新冷媒将是空调行业加速转型升级的良好时机，能够实现空调行业的可持续发展。
早在2011年7月14日，全球首条碳氢制冷剂R290分体式空调示范生产线在珠海格力电器正式竣工，并顺利通过中德两国联合专家组的现场验收，这是全球第一条R290工质分体式房间空调器生产线，这也预示着中国企业在新冷媒技术的研究和应用上首次走在国际前列。
此后，美芝、美的也相继建成投产了属于自己的R290冷媒空调示范生产线，并通过验收，这些积极的企业尝试，不仅意味着中国空调企业开始成功抢夺环保新冷媒升级的产品技术先机，也打破了此前多年来中国空调企业在R410A制冷剂上受制于国外企业技术专利制约的壁垒。
尽管，对比市场上常见的R22及R410a制冷剂，R290除了环保功能显著外，还有着这样那样的普及上的困难要克服，但R290产品的缓慢替代，已经是一种不可逆的大行业趋势。无论是当前空调业正在进行的节能技术升级，还是已经露出端倪的新冷媒替代，都已成为中国空调产业发展的重要拐点。
