新型制冷剂的研究进展
【摘要】蒙特利尔议定书第19次缔约方会议通过了加速淘汰HCFCs制冷剂的调整案，给我国制冷行业带来了较大压力。根据联合国环境规划署“气候友好制冷剂之路”国际会议信息，介绍了制冷剂替代技术的国内外研究现状。
【关键词】自然工质；过渡工质；制冷剂替代；发展趋势
1. 制冷剂的发展历程
近年来，由于常用制冷剂中Cl原子对臭氧层的破坏以及含F原子造成的温室效应，各相关领域的专业人士都在关注新型制冷剂的发展动向。21世纪以来，国内外制冷剂科研工作者一直在不断地探索和开发新型环保制冷剂产品。
如今，评价新型环保制冷剂的条件有：
（1）基本构成元素H、C、N、O、F、S、Br，不能含Cl；
（2）对地球环境的影响较小，以零ODP（臭氧消耗潜值）和低GWP（温室效应潜值）（小于150）为主要标准；
（3）安全性较好，可燃性和毒性较小；
（4）用于系统的性能较高；
（5）与润滑油的相溶性；
（6）性能稳定；
（7）与现有制冷系统的适应性；
（8）生产成本较低；
（9）与各种法规的不冲突性。
新系统中制冷剂的选择标准是和国家、地区的不同而不同的，但其最终目标则是向着世界环境的可持续发展而进步。制冷剂的发展与世界的可持续性发展是密切相关的，是环境可持续发展的要求。
随着制冷空调行业的发展，制冷剂的发展经历了一个逐步完善的过程，从某种意义上讲，制冷剂的发展历史中，蕴涵着替代制冷剂从无到有、从不完善到完善的发展历史，替代制冷剂研究的着眼点也从小系统放眼到整个大环境。制冷剂发展的每一个新阶段都意味着一定类型新替代制冷剂的提出。
纳米材料的研究进展及其应用 姓名：李若木 学号：115104000462 学院：电光院
1、纳米材料 1.1纳米材料的概念 纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型人介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著不同。 1.2纳米材料的发展 自20世纪70年代纳米颗粒材料问世以来，从研究内涵和特点大致可划分为三个阶段： 第一阶段（1990年以前）：主要是在实验室探索用各种方法制备各种材料的纳米颗粒粉体或合成块体，研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于普通材料的特殊性能；研究对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这种材料称为纳米晶或纳米相材料。 第二阶段（1990~1994年）：人们关注的热点是如何利用纳米材料已发掘的物理和化学特性，设计纳米复合材料，复合材料的合成和物性探索一度成为纳米材料研究的主导方向。 第三阶段（1994年至今）：纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构材料体系正在成为纳米材料研究的新热点。国际上把这类材料称为纳米组装材料体系或者纳米尺度的图案材料。它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝、管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系。
2、纳米材料：石墨烯 2.1石墨烯的概念 石墨烯（Graphene）是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。 石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强度最高的材料，如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。 石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。 另外，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。另一方面，它非常致密，即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。 石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体（monocrystalline silicon）高，而电阻率只约10-6 Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。 作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
氟利昂制冷剂的分类及优劣势 氟利昂是在制冷机中完成热力循环的工质。它在低温下吸取被冷却物体的热量，然后在较高温度下转移给冷却水或空气。在蒸气压缩式制冷机中，使用在常温或较低温度下能液化的工质为制冷剂，合肥空调加氟服务中心介绍，常见的有R12．R22．R502 、R123及R134a，由于其他型号的制冷剂已经停用或禁用。在此不做说明。 一、氟利昂R600a（C4H10） 2-甲基丙烷(异丁烷)，属于CH类制冷剂A3类物质，充灌量很少时可用作冰箱制冷剂，具有节能、低噪、对大气无破坏的优势，但其易燃、易爆、安全性差。 二、氟利昂R410A 是一种新型环保制冷剂，HFC制冷剂，由二氟甲烷R32(CH2F2)，五氟乙烷R125(C2HF5)以50%，50%的质量百分比混合而成的非(近)共沸制冷剂，温度滑移较小，发生相变时两组分比例基本保持恒定，物性接近单组分制冷剂。工作压力为普通R22空调的1.6倍左右，制冷（热）效率更高，不破坏臭氧层。另外，采用新冷媒的空调在性能方面也会有一定的提高。R410A 是目前为止国际公认的用来替代R22最合适的的冷媒，并在欧美，日本等国家得到普及。 三、氟利昂R407C 是一种新型环保制冷剂，HFC制冷剂，由二氟甲烷R32(CH2F2)，五氟乙烷R125(C2HF5)，四氟乙烷R134a(C2H2F4)以23%，25%，52%的质量百分比混合而成的非共沸制冷剂，温度滑移较高。 四、氟利昂134a（C2H2F4，R134a） 是一种较新型的制冷剂，HFC制冷剂，其蒸发温度为-26.5℃。它的主要热力学性质与R12相似，不会破坏空气中的臭氧层，是鼓吹的环保冷媒，但会造成温室效应。是比较理想的R12替代制冷剂。 五、氟里昂502（R502） R502是由R12．R22以51.2%和48.8%的百分比混合而成的共沸溶液。R502与R115．R22相比具有更好的热力学性能，更适用于低温。R502的标准蒸发温度为-45.6℃，正常工作压力与R22相近。在相同的工况下的单位容积制冷量比R22大，但排气温度却比R22低。R502用于全封闭、半封闭或某些中、小制冷装置，其蒸发温度可低达-55℃。R502在冷藏柜中使用较多。 六、氟利昂22（CHF2CL，R22） HCFC制冷剂，是氟里昂制冷剂中应用较多的一种，主要以家用空调和低温冰箱中采用。R22的热力学性能与氨相近。标准气化温度为-40.8℃，通常冷凝压力不超过1.6MPa。R22不燃、不爆，使用中比氨安全可靠。R22的单位容积比R12约高60%，其低温时单位容积制冷量和饱和压力均高于R12和氨。对大型空调冷水机组的冷媒大都采用R134a来代替。 七、氟利昂-13
智能复合材料最新研究进展与发展趋势 1.绪论 智能复合材料是一类能感知环境变化，通过自我判断得出结论，并自主执行相应指令的材料，仅能感知和判断但不能自主执行的材料也归入此范畴，通常称为机敏复合材料。智能复合材料由于具备了生命智能的三要素：感知功能(监测应力、应变、压力、温度、损伤) 、判断决策功能(自我处理信息、判别原因、得出结论) 和执行功能(损伤的自愈合和自我改变应力应变分布、结构阻尼、固有频率等结构特性) ，集合了传感、控制和驱动功能，能适时感知和响应外界环境变化，作出判断，发出指令，并执行和完成动作，使材料具有类似生命的自检测、自诊断、自监控、自愈合及自适应能力，是复合材料技术的重要发展。它兼具结构材料和功能材料的双重特性。 在一般工程结构领域，智能复合材料主要通过改变自身的力学特性和形状来实现结构性态的控制。具体说就是通过改变结构的刚度、频率、外形等方面的特性，来抑制振动、避免共振、改善局部性能、提高强度和韧性、优化外形、减少阻力等。在生物医学领域，智能复合材料可以用于制造生物替代材料和生物传感器。在航空航天领域，智能复合材料已实际应用于飞机制造业并取得了很好的效果，航天飞行器上也已经使用了具有自适应性能的智能复合材料。智能复合材料在土木工程领域中发展也十分迅速。如将纤维增强聚合物（FRP）与光纤光栅（OFBG）复合形成的FRP—OFBG 复合筋大大提高了光纤光栅的耐久性。将这种复合筋埋入混凝土中，可以有效地检测混凝土的裂纹和强度，而且它可以根据需要加工成任意尺寸，十分适于工业化生产。本文阐述了近年来发展起来的形状记忆、压电等几种智能复合材料与结构的研究和应用现状，同时展望了其应用前景。 2.形状记忆聚合物（Shape-Memory Polymer）智能复合材料的研究 形状记忆聚合物（SMP）是通过对聚合物进行分子组合和改性，使它们在一定条件下，被赋予一定的形状（起始态），当外部条件发生变化时，它可相应地改变形状并将其固定变形态。如果外部环境以特定的方式和规律再次发生变化，它们能可逆地恢复至起始态。至此，完成“记忆起始态→固定变形态→恢复起始态”的循环，聚合物的这种特性称为材料的记忆效应。形状记忆聚合物的形变量最大可为200％，是可变形飞行器
摘要：论述了当前使用的制冷剂以及其存在的问题，指出现行制冷剂对臭氧层的破坏作用及引起的温室效应，将严重影响环境的可持续发展。分析了r290的性能特点，总结出r290制冷剂替代r22是必然的趋势以及确保r290的安全使用和生产应采取的措施。 关键词： r290 新型制冷剂趋势 目前制冷空调行业中使用的制冷剂多为cfc（氯氟烃的统称）和hcfc（含氢氯氟烃）。这些物质由于对臭氧层具有破坏作用并产生温室效应。人们迫切需要研发一种可替代现有制冷剂的安全绿色环保型制冷剂。 一、当前使用的制冷剂及其存在的问题 制冷剂的发展经历了三个阶段[1]： 第一阶段，从1830年到1930年，主要采用nh3、co2、h2o等作为制冷剂，它们有的有毒，有的可燃，有的效率低，用了约100年的时间。 第二阶段，从1930年到1990年，主要采用cfcs和hcfcs制冷剂，使用了约60年。 第三阶段，从1990年至今，进入了以hfcs（含氟烃）为主的时期。由于行业发展的惯性，目前使用较多的制冷剂是cfcs和hcfcs。同时也造成了一定的危害：海平面上升，全球气候变暖导致的海洋水体膨胀和两极冰雪融化，沿海地区可能会遭受淹没或海水入侵，海滩和海岸遭受侵蚀，土地恶化，海水倒灌并影响沿海养殖业。 影响农业和自然生态系统，全球气温和降雨形态的迅速变化，可能使世界许多地区的农业和自然生态系统无法适应或不能很快适应这种变化，造成大范围的森林植被破坏和农业灾害。加剧洪涝、干旱及其他气象灾害，全球平均气温略有上升，就可能带来频繁的气候灾害――过多的降雨、大范围的干旱和持续的高温，造成大规模的灾害损失。 影响人类健康，气候变暖有可能加大疾病危险和死亡率，增加传染病。高温会给人类的循环系统增加负担，热浪会引起死亡率的增加。使皮肤癌和白内障患者增加，损坏人的免疫力，使传染病的发病率增加。 正因为现行的制冷剂对环境的巨大的破坏作用，促使着人们积极的寻求能够与环境的可持续发展相适应的新型替代制冷剂。 二、r290 替代r22的可行性分析 天然制冷剂是家用空调器今后发展的方向，纯天然制冷剂r290是高纯度丙烷，是碳氢化合物的可燃制冷剂，在常温常压下，是一种无色、无毒的气体。同时r290是饱和碳氢化合物，化学性质温和，对金属无腐蚀作用，难溶于水，与普通润滑油和机械结构材料具有兼容性，不需要合成，不改变自然界碳氢化合物的含量，对温室效应没有直接影响，在一定条件下可以燃烧，甚至爆炸。丙烷与矿物油相溶。在原用r22空调的制冷系统中采用r290制冷剂，在制冷系统的设计加工方面等同于r22制冷系统，其主要的技术难点在使尽最大可能地降低r290空调系统的可燃性。 饱和蒸汽压 对比r290与r22的饱和蒸汽压力线接近，在20℃以下的低温区段，也就是家用空调制冷剂蒸发时两种制冷剂的压力线基本重合；而在家用空调常用的冷凝段，也就是在30度以上r290的压力与r22的压力开始拉开距离，r22较r22压力略低，这样的特点可以保证r290在不影响压缩机进气量工作的前提下有效地降低压缩比，提高压缩机的工作效率。并且家用空调器选用r290作为制冷剂，部件耐压方面不需要进行改进。 饱和液体密度和饱和气体比体积 在饱和液态时，r290比r22 的密度小很多，在气体时，r290 的蒸汽比体积比r22 的大，这意味着在相同的内容积下，r290系统的关注量要比r22小得多，很多实验表明，在相同系统下， r290 的最佳灌注量注量仅为r22的40-45%左右。
环保制冷剂（R407C）浅析 1 前言 目前还没有各方面性质都比较理想的纯工质来替代R22 ,主要采用二元或三元非共沸或近共沸混合工质作为替代物。对于新型的替代工质,不仅要研究其热力学性质、环保及安全性等,还要对传热性能及应用中出现的一系列特殊问题进行深入细致的研究,R22 替代工质的研究也正是从这几个方面展开的,目前国际上广为关注,且研究较多的近期替代物为非共沸混合工质R407C。 2 R407C 的热物性分析 2.1 安全环保性 根据美国标准ANS1/ ASHRAE34 - 1989 ,对制冷剂的安全性主要考虑毒性和可燃性。 R407C 是由R32、R125、R134a 组成的非共沸混合工质,低毒不可燃,属安全性制冷剂。制冷剂的环保性能主要由两个重要的环境指标来体现,即臭氧衰减指数ODP 和温室效应指数GWP ,R407C 的ODP 为0 , GWP 约为0. 05 , 均优于R22 ( ODP 为0. 04 ～0. 06 , GWP 为0. 32～0. 37) ,即R407C 的环保性能优于R22。 2.2 热力性能 热力性能是制冷剂筛选的主要依据, 替代工质的热力性能不能与原制冷剂有太大的差异。R407C 的蒸发、冷凝温度与R22 很相似,容积制冷量、能效比以及冷凝压力都与R22 非常接近, 压力也比较适中:一方面蒸发压力稍高于大气压,避免了空气向系统中的渗入;另一方面冷凝压力不是很高,减小了制冷设备的承受压力及制冷剂外泄的可能性。 2.2.1 非共沸特性 R407C 是一种非共沸混合制冷剂,相变过程中气相和液相浓度会发生变化,使制冷空调系统
在运行、维护等过程中出现一些新的问题,这就要求在设计系统时要认真处理相变过程中产生的组份变化,消除由此引起的系统性能不稳定。另外,R407C 泄漏时冷媒成份发生变化,会引起制冷能力的下降。研究表明:R407C 工质发生泄漏时,追加冷媒液体后制冷能力最多下降5 % , 这一点完全可以接受。 2.2.2 变温换热特性 R407C 在蒸发过程中温度逐渐升高,而在冷凝过程中温度逐渐降低,即在定压相变过程中存在着温度滑移(约为7 ℃) , 这一变温特性为通过对换热器改型增强换热, 进一步改善制冷性能提供了可能。 2.3 对现有制冷空调系统的适应性 从热力性能来看, R407C 对现有制冷空调系统有着较好的适应性,除更换润滑油、调整系统的制冷剂充注量及节流元件外,对压缩机及其余设备可以不做改动。如果要运用其变温特性实现节能的目的,则需要设计新的蒸发盘管、选择不同的使用场合,来有效发挥温度滑移高,以接近劳伦茨循环达到节能效果。如果单从对现用设备的适应性方面来看,R407C 可作为R22 的一种近期替代 3 R407C 换热性能的实验研究 沸腾与凝结换热是制冷、空调及其它许多工业设备中非常重要的换热过程, 设计换热器的通常方法是先估算出换热管两侧流体的平均换热系数,计算总换热系数,所以制冷工质的两相换热特性对于换热器的设计尤为重要。R407C 的相变换热是一个变温过程,由于存在汽液相组分浓度上的差异,换热特性较单一工质更为复杂,这就为换热系数和流体性能的预测带来了一定的难度。目前的手段和对问题的认识还不足以对这类工质进行比较完全的理论分析和计算,因此研究工作主要集中在对换热规律的实验研究,并根据实验结果综合出换热系数的经验计算式上。国外许多学者已对R407C 的两相换热规律进行了实验研究[1～12]
制冷剂的淘汰与替代进展华中科技大学何国庚
目录 一、制冷剂替代 二、我国的行动 三、HFCs的削减 四、房间空调器行业制冷剂替代 五、R290房间空调器标准进展 六、R290制冷剂D的应用进展 七、制冷剂的替代正当时
一、制冷剂替代
1834年在伦敦工作的美国发明家帕金斯(Jacob Perkins)正式 呈递了乙醚在封闭循环中膨胀制冷的英国专利申请(No．6662)。这是蒸气压缩式制冷机的雏型， 1874年德国人林德(Linde)建造第一台氨制冷机后，氨压缩式制冷机在工业上获得了较普遍的使用。1929年发现氟利昂，氟利昂制冷剂快速发展，并在应用中超过氨制冷机 1974年美国加利福尼亚大学的莫利纳（M.J.Molina)和罗兰(F.S.Rowland)教授首次指出卤代烃中的氯原子会破坏大气臭氧层。 1980年代初，南极考察发现南极上空的臭氧空洞。 1987年，《关于破坏臭氧层物质的蒙特利尔议定书》诞生1995年的诺贝尔化学奖授予了这两位教授以表彰他们在大气化学特别是臭氧的形成和分解研究方面作出的杰出贡献。
1834年在伦敦工作的美国发明家帕金斯(Jacob Perkins)正式呈递了乙醚在封闭循环中膨胀制冷的英国专利申请(No. 6662)。这是蒸气压缩式制冷机的雏型。 1874年德国人林德(Linde)建造第一台氨制冷机后，氨压缩式制冷机在工业上获得了较普遍的使用。 1929年发现氟利昂，氟利昂制冷剂快速发展，并在应用中超过氨制冷机
1974年美国加利福尼亚大学的莫利纳 （M.J.Molina)和罗兰(F.S.Rowland)教授首次指出卤代烃中的氯原子会破坏大气臭氧层。1980年代初，南极考察发现南极上空的臭氧空洞。 1987年，《关于破坏臭氧层物质的蒙特利尔议定书》诞生。 1995年的诺贝尔化学奖授予了这两位教授以表彰他们在大气化学特别是臭氧的形成和分解研究方面作出的杰出贡献。
水在制冷中是制冷剂还是载冷剂? 最近很多人会问水在制冷中是制冷剂还是载冷剂?什么是载冷剂呢？以间接冷却方式工作的制冷装置中，将被冷却物体的热量传给正在蒸发的制冷剂的物质称为载冷剂。载冷剂通常为液体，在传送热量过程中一般不发生相变。但也有些载冷剂为气体，或者液固混合物，如二元冰等。常用的载冷剂有:水、盐水、乙二醇或丙二醇溶液、二氯甲烷和三氯乙烯，一般不包括一氟二氯甲烷，这个通常作为制冷剂，只有在直接制冷时，才使用制冷剂作为载冷剂。所以水是载冷剂。 但是，水虽然是载冷剂但它的载冷效果以及防腐蚀效果是非常不好的，水的冰点非常低，用它来传递冷量是不行的，一旦温度过低就会结冰冻结管路。在传递热量方面，又有很多优质的替代品来替代水，所以水在制冷行业的受欢迎度并不高。给大家讲完水在制冷中是制冷剂还是载冷剂这一问题，下面为大家推荐一些优秀的载冷剂厂家，以防大家受骗。 说起专业载冷剂生产厂家，有这样一家企业，冰河集团，公元1994年12月6日，公司成立。目前，以冰河资产管理（朝阳）有限公司为母公司的冰河集团，旗下拥有冰河冷媒有限公司、光达化工有限公司、永胜仓储有限公司、冰河传热介质检测有限公司、辽宁省工程技术中心...公司研发中心属于辽宁省工程技术中心，设有辽宁省液态传热介质实验室，冰河传热介质检测中心，拥有国内唯一、对超低温传热介质各项理化指标进行全面检测的能力。公司主导产品冰河冷媒应用于制冷行业，彻底解决了传统载冷剂腐蚀设备、效能低下、
污染环境的三大难题。产品达到世界先进水平，先后获得中国发明专利、2000年省科学技术奖、2005年国家重点新产品、2015年省优秀新产品一等奖，入围2016年中国创新创业大赛行业总决赛。目前，公司拥有大庆石化、东北制药、雪花啤酒、清华同方、陕西航天动力和中科院化学物理所等2000多家长期合作伙伴。今天，公司上下正在以“员工幸福、企业长青、国家富强”为愿景，以“百年老店”为目标，百折不挠，齐心协力，向着那个美好的明天迈进！
R290新型制冷剂作为一种新型制冷剂是必然趋势 R290新型制冷剂作为一种新型制冷剂是必然趋势 摘要：论述了当前使用的制冷剂以及其存在的问题，指出现行制冷剂对臭氧层的破坏作用及引起的温室效应，将严重影响环境的可持续发展。分析了R290的性能特点，总结出R290制冷剂替代R22是必然的趋势以及确保R290的安全使用和生产应采取的措施。 关键词： R290 新型制冷剂趋势 目前制冷空调行业中使用的制冷剂多为CFC（氯氟烃的统称）和HCFC（含氢氯氟烃）。这些物质由于对臭氧层具有破坏作用并产生温室效应。人们迫切需要研发一种可替代现有制冷剂的安全绿色环保型制冷剂。 一、当前使用的制冷剂及其存在的问题 制冷剂的发展经历了三个阶段[1]： 第一阶段，从1830年到1930年，主要采用NH3、CO2、H2O等作为制冷剂，它们有的有毒，有的可燃，有的效率低，用了约100年的时间。 第二阶段，从1930年到1990年，主要采用CFCs和HCFCs制冷剂，使用了约60年。 第三阶段，从1990年至今，进入了以HFCs（含氟烃）为主的时期。由于行业发展的惯性，目前使用较多的制冷剂是CFCs和HCFCs。同时也造成了一定的危害： 海平面上升，全球气候变暖导致的海洋水体膨胀和两极冰雪融化，沿海地区可能会遭受淹没或海水入侵，海滩和海岸遭受侵蚀，土地恶化，海水倒灌并影响沿海养殖业。 影响农业和自然生态系统，全球气温和降雨形态的迅速变化，可能使世界许多地区的农业和自然生态系统无法适应或不能很快适应 这种变化，造成大范围的森林植被破坏和农业灾害。加剧洪涝、干旱及其他气象灾害，全球平均气温略有上升，就可能带来频繁的气候灾害――过多的降雨、大范围的干旱和持续的高温，造成大规模的灾害
制冷剂R134a的特点及正确使用长期以来含氯氟利昂R 12（CCL2F2）一直是汽车空调的唯一制冷剂，近年来科学家们发现，R 12的氯会破坏地球上空15km-25km 内的臭氧层，从而使更多的太阳能光紫外线能辐射到地球危害到人体健康，因此，国际社会于1987年9月在加拿大缔结了蒙特利尔协议书，明确规定了禁用R 12的期限为2000年，但近年来由于臭氧层的破坏不断加剧，国际社会把R 12R 的完全禁用日期提前到了1995年，发展中国家则可推迟10年。 我国于1992年发文规定：各汽车厂从1996年起在汽车空调中逐步用新制冷剂R 134a替代R 12，在2000年生产的新车上不准再用R 12。因此，汽车使手人员和维修人员必须了解和熟悉新制冷剂R134a的特点，以便能够熟练、正确地使用。 一、制冷剂R 134a的主要特点 ①.R 134a不含氯原子，对大气臭氧层不起破坏作用； ②.R 134a具有良好的安全性能（不易燃，不爆炸，无毒，无剌激性无腐性）； ③.R 134a的传热性能比较接近，所以制冷系统的改型比较容易。 ④.R 134a的传热性能比R 12好，因此制冷剂的用量可大大减少。 二、 R 134a与R12制冷系统的主要区别
①.存放R 134a的容器为浅蓝色，而存放R 12的容器为白色。 ②.R 134a制冷系统连接软管是用橡胶和尼龙特制的，并且在其处部有汽车工程学会的印记（S.A.E.#J2196）；而 R12制冷系统连接软管常用一般橡胶管。 ③.R 134a制冷系统连接管有颜色标记（低压管是蓝色带黑色条纹，高压管是红色带黑色条纹，普通管是黄色带黑色条纹）而R 12制冷系统连接管则无标记。 ④.R 134a制冷剂入口处使用的是快速接头，而R 12制冷系统估用的是螺纹接口。 ⑤.R 134a制冷系统连接软管与仪表的接头具有1/2in英寸螺纹，且高压口的接头比低压口的大；而R12制冷系统连接软管与仪表的接头具有7/16in螺纹。 ⑥.与R12制冷系统相比R134a制冷系统具有较高的压力和温度，需要较大的冷却风扇。 三、 R134a的使用及维修注意事项。 A）.用于R 134a的仪器，设备和量具等不能与用R 12的互换，因若在R 134a中混有R12会使压缩面损坏，并且也可能使用仪器和调备损坏。 B）.R 134a与R 12制冷剂的冷冻机油不能混用，因为R 134a 与R 12制冷系统的冷冻机油不相容。R12制冷系统一般用国产的18号、25号冷冻机油或日本产的SUNISO3GS、SUNISO4GS、SUNISO5GS
doi ：10.3969/j.issn.2095-4468.2013.04.111 纳米流体研究进展 李云翔，解国珍*，安龙，田泽辉 （北京建筑大学，北京 100044） [摘 要] 本文综述了纳米流体的研究进展。1995年美国Argonne 国家实验室的 Choi 等提出将纳米级金属或非金属氧化物颗粒添加到换热工质中制备出新型换热工质“纳米流体”的方法，而且指出纳米流体的稳定性是纳米流体能否进行科学研究和实际应用的关键问题。纳米流体的导热系数、粘度等物性是反映介质流动与换热的关键因素。为使纳米流体成功地应用于工业实际，必须对其传热特性做深入研究。研究发现，目前诸多文献对纳米流体强化沸腾传热存在争议，部分研究成果证明纳米流体能强化传热，而另外的研究成果则认为纳米颗粒的添加非但不能强化传热甚至出现恶化现象。 [关键词] 纳米流体；导热系数；粘度；分散稳定性 Review on Research of Nanofluid LI Yun-xiang, XIE Guo-zhen *, AN Long, TIAN Zei-hui (Beijing University of Civil Engineering and Arthitecture, Beijing 100044, China) [Abstract] The research status of nanofluid was reviewed in the present study. Nanofluid was firstly proposed by Choi et al. of U.S. Argonne National Laboratory in 1995, and it was prepared by adding nanoscale metal or nonmetal oxide into heat transfer fluid. Choi et al. also pointed out that, the stability of nanofluids is the key factor for scientific research and practical application. The thermal conductivity coefficient, viscosity and other physical properties of nano-fluids are the key factors reflecting the flow and heat transfer characteristics. In order to successfully apply nanofluids in industrial practice, the heat transfer chacteristics of nanofluids should be investigated deeply. The existing researches show that, the enhancement effect of nano-fluids is controversial; some research results show that nanofluids may enhance the heat transfer, while some other research results show that there is deterioration effect rather than enhancement effect due to the presence of nano particles. [Keywords] Nanofluid; Thermal conductivity; Viscosity; Dispersivity and stability *解国珍（1954-），男，教授，博士。主要研究方向：制冷与空调设备关键节能新技术研究、CFCs 和HFCs 替代技术研究、纳米微粒对空调制冷系统流体特性影响研究等。联系地址：北京市西城区展览馆路一号北京建筑大学，邮编；100044。 基金项目：国家自然科学基金项目（编号：51176007）；北京供热、供燃气、通风与空调工程重点实验室资助。 0 前言 20世纪90 年代以来，随着能源、化工、汽车、建筑、微电子、信息等领域的飞速发展，使得传统的传热介质在传热性能等方面受到严重的挑战。研究人员开始探索将纳米材料技术应用于强化传热领域，研究新一代高效传热冷却技术。 1995年美国Argonne 国家实验室的Choi 等[1]提出将纳米级金属或非金属氧化物颗粒添加到换热工质中制备出新型换热工质“纳米流体”。由于金属及其氧化物的导热系数远大于液体，而且由于纳米颗粒的小尺度和强表面效应使得其在液体中能够稳定地分散，所以既使得传热工质的换热性能大大提高，也避免了传统微米级材料添加剂沉降造成管路阻塞等不良后果。 本文对目前国内外有关纳米流体研究的几个主要方向进行了概括，包括：纳米流体稳定性的研究、纳米流体物性的研究、纳米流体传热特性的研究，其中既包括实验方面的研究进展也对纳米流体物性以及传热特性的理论研究进行了系统的总结。一方面，这对纳米流体在工业生产中的应用起到参考和提示的作用；也对分析相关实验现象及数据给出合理的解释具有指导意义，对探寻纳米流体传热的物理机制及建立相关模型给出借鉴。另一方面，通过综合考虑目前的研究进展可看出这个领域存在的缺点和不足，以便于对后续的研究提供一定的指导作用。 1 纳米流体的稳定性 为了制备热物理性优良的纳米流体，首先要研究纳米流体的稳定性。美国Argonne 国家实验室KeblinskI 等人[2]指出纳米流体的稳定性是纳米流体 45
纳米材料的发展及研究现状 在充满生机的21世纪，信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小；航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新材料的创新，以及在此基础上诱发的新技术。新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域，纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。 纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近年来，纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。例如，存储密度达到每平方厘米400g的磁性纳米棒阵列的量子磁盘，成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器，价格低廉高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件，用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世，充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。 纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次，是知识创新的源泉。由于纳米结构单
元的尺度（1～100urn）与物质中的许多特征长度，如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当，从而导致纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子，也不同于宏观物体，从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。在纳米领域发现新现象，认识新规律，提出新概念，建立新理论，为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基础，也将极大丰富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵。世纪之交高韧性纳米陶瓷、超强纳米金属等仍然是纳米材料领域重要的研究课题；纳米结构设计，异质、异相和不同性质的纳米基元（零维纳米微粒、一维纳米管、纳米棒和纳米丝）的组合。纳米尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点，人们可以有更多的自由度按自己的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法设计纳米结构原理性器件以及纳米复合传统材料改性正孕育着新的突破。1研究形状和趋势纳米材料制备和应用研究中所产生的纳米技术很可能成为下一世纪前20年的主导技术，带动纳米产业的发展。世纪之交世界先进国家都从未来发展战略高度重新布局纳米材料研究，在千年交替的关键时刻，迎接新的挑战，抓紧纳米材料和柏米结构的立项，迅速组织科技人员围绕国家制定的目标进行研究是十分重要的。纳米材料诞生州多年来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人注目。进入90年代，纳米材料研究的内涵不断扩大，领域逐渐拓宽。一个突出的特点是基础研究和应用研究的衔接十分紧密，实验室成果的转化速度之快出乎人们预料，基
新型制冷剂R410A的应用
新型制冷剂R410A的应用 目前在家用空调器中，R22仍是普遍使用的制冷剂。R22作为HCFC类制冷剂，其ODP（臭氧消耗潜能值）虽然较低（仅为R12的5%），但长期使用，对臭氧层的破坏作用仍是不可忽视的，因此，近年来人们一直在积极努力地寻找R22的替代品。 R134a（异四氟乙烷，C2H2F4）是最早被人们选定的作为R22的替代品，但曾被人们认为是理想的R22替代品的R134a，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。R134a作为R22的替代品，拥有许多令人满意的特点，但由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。 从上世纪90年代中期，人们又开始选用R407C （HCF类制冷剂）作为R22的替代品。R407C有着与R22相当的运转压力和温度，R407C具有零臭氧消耗潜能值和非常低的全球升温潜能值，在许多情况下，只需对R22系统稍作改进，就可以使用R407C作替代品。曾在欧洲市场得到了广泛的认可。但由于R407C系统在高压排气时会存在明显的温度漂移，很难达到与R22系
统相匹配的效率，因此，日本空调制造商一方面大量生产R407C产品向欧洲出口，另一方面在日本本土对R407C的认可度却很低，取而代之的是另一种同属于HCF类的R410A制冷剂。在美国，虽然对R22制冷剂的替代显得比较清晰，但R407C制冷剂却从未受到空调制造业的青睐，所选择的替代品也是R410A。就是在较早实现对R22制冷剂的淘汰的欧洲，在使用了数年R407C制冷剂后，也终于开始向R410A转变。可以肯定的是，R410A制冷剂是目前世界范围内取代R22制冷剂的最佳选择。虽然其优缺点参半，但较之R134a和R407C，R410A独特的优势更为吸引人，预计R410A 制冷剂将会逐渐成为空调设备的主流制冷剂。 由于R410A制冷剂在其特性上与R22有较大的区别，所以，要想适应R410A系统的维修、调整，首先要掌握R410A制冷剂的各种特性、R410A制冷系统的主要特征，以及维修、调试该系统时需要掌握的一些相关技术技能。下面就对这些相关知识分别进行介绍，以便于制冷维修人员对R410A制冷剂及R410A制冷系统的了解，更好地掌握对R410A制冷系统的维修技术。 1、R410A制冷剂的主要特点 R410A是一种双组份的非共沸混合制冷剂，由R32
螺杆式压缩机又称螺杆压缩机。20世纪50年代,就有喷油螺杆式压缩机应用在 制冷装置上，由于其结构简单，易损件少,能在大的压力差或压力比的工况下, 排气温度低，对制冷剂中含有大量的润滑油（常称为湿行程)不敏感，有良好的输气量调节性,很快占据了大容量往复式压缩机的使用范围，而且不断地向中等容量范围延伸,广泛地应用在冷冻、冷藏、空调和化工工艺等制冷装置上。 以它为主机的螺杆式热泵从20世纪70年代初便开始用于采暖空调方面，有空气热源型、水热泵型、热回收型、冰蓄冷型等。在工业方面，为了节能，亦采用螺杆式热泵作热回收. 离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机（即透平式压缩机）。在离心式压缩机中，高速旋转的叶轮给予气体的离心力作用，以及在扩压通道中给予气体的扩压作用，使气体压力得到提高。 早期，由于这种压缩机只适于低，中压力、大流量的场合，而不为人们所注意。由于化学工业的发展，各种大型化工厂,炼油厂的建立，离心式压缩机就成为压缩和输送化工生产中各种气体的关键机器，而占有极其重要的地位.随着气体动力学研究的成就使离心压缩机的效率不断提高，又由于高压密封，小流量窄叶轮的加工，多油楔轴承等技术关键的研制成功，解决了离心压缩机向高压力，宽流量范围发展的一系列问题，使离心式压缩机的应用范围大为扩展，以致在很多场合可取代往复压缩机，而大大地扩大了应用范围。 是各类压缩机中发展最早的一种，公元前1500年中国发明的木风箱为往复活塞压缩机的雏型。18世纪末，英国制成第一台工业用往复活塞空气压缩机。20世纪30年代开始出现迷宫压缩机，随后又出现各种无油润滑压缩机和隔膜压缩机。50年代出现的对动型结构使大型往复活塞压缩机的尺寸大为减小,并且实现了 单机多用. 活塞式压缩机使用历史悠久，是目前国内用得最多的制压缩机。由于其压力范围广，能够适应较宽的能量范围，有高速、多缸、能量可调、热效率高、适用于多种工况等优点;其缺点是结构复杂，易损件多，检修周期短,对湿行程敏感,有脉冲振动,运行平稳性差。 螺杆压缩机是一种新的压缩装置，它与往复式相比： 优点: ①机器结构紧凑，体积小，占地面积少,重量轻.
制冷剂与载冷剂流向 载冷剂是在间接冷却的制冷装置中，将被冷却系统的热量传递给正在蒸发的制冷剂的物质。也称为二次制冷剂。载冷剂与制冷剂统称为冷媒，都属于传输冷量的介质。 载冷剂通常为液体，在传递热量过程中一般不发生相变。制冷剂通过相变制冷，将冷量传递给载冷剂，然后再通过泵在常压下将载冷剂的冷量传递给冷库间实现制冷。 载冷剂代用品主要有氯化钙盐水、氯化钠盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙二醇、二氯甲烷等。专业载冷剂如冰河冷媒等。 制冷剂，又称、致冷剂、雪种，是各种热机中借以完成能量转化的媒介物质。这些物质通常以可逆的相变（如气-液相变）来增大功率。如蒸汽引擎中的蒸汽、制冷机中的雪种等等。一般的蒸汽机在工作时，将蒸汽的热能释放出来，转化为机械能以产生原动力；而制冷机的雪种则用来将低温处的热量传动到高温处。 传统工业及生活中较常见的工作介质是部分卤代烃（尤其是氯氟烃），但由于它们会造成臭氧层空洞而逐渐被淘汰。其他应用较广的工作介质有氨气、二氧化硫和非卤代烃（例如甲烷）。 常见的制冷剂： NH 制冷剂 3 凝固温度 1859年氨作为制冷剂的理论确立，1875年开始用于工业制冷。NH 3 -77.7℃，标准沸点-33.3℃，临界温度132.4℃，临界压力11.52Mpa。常温下冷凝压力一般在 1.1Mpa～1.3Mpa，夏季最高不超过 1.5Mpa，单位容积制冷量约2177KJ/m3。ODP=0，GWP=0。 优点：NH 制冷剂对环境友好性，破坏臭氧层潜能值（ODP）为0、全球气候变暖 3 潜能值(GWP)为0。具有优良的热力学性质，其单位容积制冷量较传统的氟利昂制冷剂大。比重和粘度小。价格便宜、易获得；氨机造价低，由于单个氨机制冷量可达到250 kW甚至更大，而氟机（低温工况）最大为100kW，若要用于大冷量工况，就必须多机并联，因此，在大功率（100kW以上）的情况下，氨机明显较氟并联机组价格低；氨系统若发生泄漏易被发现。
2011年第4期甘肃石油和化工2011年12月 纳米材料研究进展 李彦菊1，高飞2 （1.河北科技大学化学与制药工程学院，河北石家庄050018； 2.中核第四研究设计工程有限公司，河北石家庄050000） 摘要：纳米材料具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。综述了纳米材料 的分类、特性以及应用领域。 关键词：纳米材料；功能材料；复合材料 1前言 纳米（nm）是一个极小的长度单位，1nm=10-9m。当物质到纳米尺度以后，大约是在1～100nm 这个范围空间，物质的性能就会发生突变，呈现出特殊性能。这种既具有不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。纳米技术正是利用纳米粒子这些特性实现其在各行各业中的特殊应用［1，2］。纳米技术和纳米材料的科学价值和应用前景已逐步被人们所认识，纳米科学与技术被认为是21世纪的三大科技之一。目前世界各国都对纳米材料和纳米科技高度重视，纷纷在基础研究和应用研究领域对其进行前瞻性的部署，旨在占领战略制高点，提升未来10～20年在国际上的竞争地位。我国政府对纳米科技十分重视，先进的纳米产业正在蓬勃发展［3，4］。 2纳米材料的分类 以“纳米”来命名的材料是在20世纪80年代，它作为一种材料的定义把纳米颗粒限制到1～100nm［5］。在纳米材料发展初期，纳米材料是指纳米颗粒和由它们构成的纳米薄膜和固体。广义而言，纳米材料是指在3维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。如果按维数［6］，纳米材料的基本单元可以分为3类：①0维，指在空间3维尺度均在纳米尺度，如纳米尺度颗粒，原子团簇等；②1维，指在空间有两维处于纳米尺度，如纳米丝、纳米棒、纳米管等； ③2维，指在3维空间中有1维在纳米尺度，如超薄膜、多层膜、超晶格等。按化学组成可分为：纳米金属、纳米晶体、纳米陶瓷、纳米玻璃、纳米高分子和纳米复合材料［7，8］。按材料物性可分为：纳米半导体、纳米磁性材料、纳米非线性光学材料、纳米铁电体、纳米超导材料、纳米热电材料等。按应用可分为纳米电子材料、纳米光电子材料、纳米生物医用材料、纳米敏感材料、纳米储能材料等。纳米材料大部分都是人工制备的，属于人工材料，但是自然界中早就存在纳米微粒和纳米固体。例如天体的陨石碎片，人体和兽类的牙齿都是由纳米微粒构成的［9，10］。 3纳米材料的特性［11，12］ 3.1表面效应 球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积（表面体 收稿日期：2011-07-05 作者简介：李彦菊（1981-），女，河北廊坊人，硕士，已发表论文10余篇，其中SCI2篇。主要从事纳米材料的研究工作。8
新型制冷剂介绍 1、绿色环保的替代工质 由于CFC和HCFC对地球臭氧层的破坏和导致温室效应，在制冷空调与热泵行业采用全无环害工质（ODP=0，GWP=0）的要求十分迫切，因此寻找高效、绿色环保制冷工质成为当前国际社会共同关注的问题，世界各国的科学家加紧研究其替代工质。 碳氢化合物类自然工质如R600a和R290，从热力循环方面都是良好的制冷剂，具有零ODP 值和基本为零的GWP值，并与常用润滑油有良好的相容性。目前作为制冷剂应用的碳氢化合物主要是丙烷（R290）、丁烷（R600）和异丁烷（R600a）等，特别是丙烷，已经在石化工业大型制冷装置应用多年。丙烷具有优良的热力性能，相对分子质量比氨大，但仍比卤代烃小得多，传热性能亦稍次于氨，但比CFC、HCFC和HFC要好得多。 2、简要历史 其实碳氢化合物制冷剂自19世纪末就已经得到应用了。通常是和氨一起混合使用的。是在1930年代开始引入化学制冷剂之前使用最广泛的制冷剂。碳氢化合物R600A（异丁烷）自1933年开始在家用冷藏工业领域用于替代R12和R-134A。今天在欧洲，R600A已经在冷藏冷冻行业中占主导地位。特别是德龙公司已经有了生产灌注丙烷的家用空调超过10年历史。其制冷范围从500W到3200W，制冷剂灌注量从100克到500克。 3、科学研究实验结果 在HCs制冷剂热物性分析的基础上，对不同比例的R290（丙烷）和R600a（异丁烷）混合物的饱和蒸汽压、单位容积制冷量进行了分析，并与R134a进行了比较，可以找出了R290和R600a混合物替代R134a，经过R290/R600a和R134a的汽车空调制冷性能进行了测试，结果表明：R290/R600a的制冷系数约比R134a高约2%，制冷量比R134a高约10%。从制冷性能上，R290/R600a可以作为R134a在汽车空调上的直接替代工质。 4、如何认识新型制冷剂的安全性 由于新型制冷剂的易燃性，使各国对于可燃制冷剂在能否使用、使用场合以及最大允许充注量等问题上的态度有很大不同。在强调产品安全性的美、日等国，对可燃制冷剂的使用比较排斥，安全标准也较为苛刻。而在重视环境的欧洲，则比较欢迎对臭氧层无破坏、不会产生“温室效应”的无氟碳氢制冷剂，英国、德国等国家已经相继出台相关标准、允许使用可燃制冷剂。我国在空调制冷剂替代品标准方面基本上参照日本和美国。国家标准GB9237-2001明确规定不允许在家用空调中采用可燃制冷剂，这是碳氢制冷剂市场推广使用中的最大障碍。 在同时碳氢化合物的液化气大量进入家庭、甚至成为汽车燃料的形势下，其贮用量只是液化石油气贮用量几十分之一，甚至百分之一的无氟碳氢制冷剂，为什么在同等环境下不能使用？空调中的应用环境要比随时都有明火的厨房更安全。而新型制冷剂的可燃物含量与一个15公斤钢瓶内充满的液化石油气相比也实在是微乎其微。同样，汽车空调制冷剂的可燃物比汽车作为燃料使用携带的液化石油气也少得多。人们呼吁：希望国家有关部门考虑中国制冷剂替代品选择，加强对碳氢制冷剂安全性研究数据的收集，参照欧洲标准制定出我国的可燃制冷剂使用安全标准。 5、国际上新型制冷剂使用情况如何 新型制冷剂作为CFC、HCFC、HFC类制冷剂的终极替代品，因其绿色环保、高效节能等鲜明