制冷剂的发展及展望
摘要：本文介绍了制冷剂的发展，具体分析了人类对制冷剂的要求，介绍了制冷剂的替代，并提出制冷剂今后发展的主要方向:环保和节能，总结出制冷剂未来的发展趋势。
关键词：制冷剂；环保；节能；发展趋势
Abstract:This article describes the development of a refrigerant, a detailed analysis of the human refrigerant, alternative refrigerants, and asked the refrigerant in the future development direction: environmental protection and energy saving, summed up the future development trend of the refrigerant.
Key word:refrigerant; environmental protection; energy saving; trends 在科技发展的今天，空调器、冰箱走进了社会各个领域，给人们的生产生活带来了极大的便利，特别是近年来，制冷技术得到飞跃，尤其是制冷剂的使用得到很大的发展，更新换代的脚步日益加快。
1制冷剂的基本概况
制冷剂是制冷装置中的工作介质，又称制冷工质。制冷装置进行制热制冷就是利用制冷剂的循环流动去进行热量交换，所以制冷剂是制冷装置必不可少的部分。早期使用的制冷剂有乙醚、二氧化硫、氯化钾、二氧化碳等。[1]由于其本身的缺点，现除二氧化碳还用于生产干冰等制冷系统外，其余均被淘汰。现被采用的制冷剂约有二三十种，主要有氨、氟利昂、水等。一般认为,制冷剂的发展主要分为三个阶段:
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，主要以HFCs (含氟烃) 为主。
2制冷剂的分类
在压缩式制冷剂中广泛使用的制冷剂是氨、氟里昂和烃类。按照化学成分，制冷剂可分为五类：无机化合物制冷剂、氟里昂、饱和碳氢化合物制冷剂、不饱和碳氢化合物制冷剂和共沸混合物制冷剂[2]。
2.1 无机化合物制冷剂
这类制冷剂使用得比较早，如氨（NH3）、水（H2O）、空气、二氧化碳（CO2）和二氧化硫（SO2）等。这类天然工质制冷剂大多具有ODP=0，GWP=0，广泛存在，对环境无害，良好的热力性质及低成本、高效率等优点。其中氨的能效高、传热性能好，具有较好的热力学性质和热物理性质，属于中温制冷剂；在常温和普通低温范围内压比适中，相变潜热大。但其缺点是毒性大、腐蚀有机配件；与润滑油、铜及其合金不相容；排气压力较高。与CFCs相比，CO2的优点是压力接近最佳经济水平[3]；能完全适应各种润滑油和常用机器零部件；运动粘度低，压缩比较低，单位容积制冷量大。
2.2 氟里昂（卤碳化合物制冷剂）
氟里昂是饱和碳氢化合物中全部或部分氢元素被氯（Cl）、氟（F）和溴（Br）代替后所得衍生物的总称。氟里昂的应用比NH3晚60 余年，但它一问世就以其无毒无臭、不燃不爆、稳定性好、对设备有良好的润滑作用而成为制冷工业的明星。但它是一种“温室效应气体”，温室效应值比二氧化碳大1700倍，更危险的
是它会破坏大气层中的臭氧[4]。
2.3 饱和碳氢化合物制冷剂
这类制冷剂中主要有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和环状有机化合物等。这类制冷剂易燃易爆，安全性很差。
2.4 不饱和碳氢化合物制冷剂
这类制冷剂中主要是乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）和它们的卤族元素衍生物。
2.5 共沸混合物制冷剂
这类制冷剂是由两种以上不同制冷剂以一定比例混合而成的共沸混合物，这类制冷剂在一定压力下能保持一定的蒸发温度，其气相或液相始终保持组成比例不变，但它们的热力性质却不同于混合前的物质，是一种利用共沸混合物改善其特性的制冷剂。
3对制冷剂的要求
制冷装置的内部压力较之外界要高,容易造成制冷剂的泄漏。所以不但要求制冷装置可以达到预期的温度调节功能,更要求制冷剂无害于我们的生活环境。总体而言,目前对制冷剂的要求有以下几个方面:
(1) 对人类的生态环境没有破坏作用。即不破坏大气臭氧层,不产生温室效应。
(2) 临界温度较高,在常温或普通低温下能够液化。且希望临界温度比环境温度高的多,以减少制冷剂节流时的损失，提高循环的经济性。
(3) 在工作温度范围内，具有适宜的饱和蒸气压力，即蒸发压力不宜低于大气压力，以免外部空气渗入制冷机系统；冷凝压力不宜过高,否则会引起压缩机耗功增加，要求设备具有较高的承压能力，使设备过分笨重，增加金属材料的消耗量。
(4) 单位容积制冷量大。对制取一定的制冷量而言，它可以减少压缩机的输气量，即可减少压缩机的结构尺寸[5]。
(5) 粘度和密度小，以减少制冷剂在系统中的流动阻力损失。
(6) 热导率高。它可提高换热器的传热系数，减少换热设备的传热面积和金属材料消耗量。
(7) 不燃烧、不爆炸、无毒、对金属材料不腐蚀、对润滑油不发生化学作用，高温度下不分解。
(8) 排气温度低，有利于机器的安全运行和寿命的提高。
(9) 应具有良好的电绝缘性能。
(10) 单位容积压缩功小。
目前而言,尚未找到完全满足以上所有条件的制冷剂。选择制冷剂时,首先考虑符合环保要求,然后按照不同的用途、装置的大小、压缩机的结构形式、使用条件等全面加以考虑[6]。
4制冷剂的替代
目前使用的制冷剂对环境产生巨大的破坏作用，促使着人们积极的寻求能够保护环境的新型替代制冷剂。为了保护臭氧层和减小温室效应，必须要求制冷剂的OPD 值和GWP 值都要比较小。新型的替代制冷剂主要包括人工合成型和天然型两大类，有单一工质和混合工质两个方面，混合工质又可分为共沸混和物、近共沸混和物和非共沸混和物三种。常用的替代物有R134a，R407c，R410a，氨，CO2，R600a 等碳氢化合物[7]。市场上主要有两大类：格林柯尔公司认可的只有R4l1A、R4l1B，并具有低可燃性，在替代R时应充分考虑可行性。清华系列环保制冷TH R03 b（R290/R22/R152a 混合物），T HRO3b 的环保性并不强，主要是COP 指数比R22 高一些，因此主要优势在节能上。由于人工合成制冷剂对环境的影
响，人们开始重新将目光转向对地球生态系统无害的水、氨、二氧化碳、空气、碳烃化合物等自然工质[8]。其中CO2尤其受到重视，CO2制冷剂是一种安全无毒、不可燃的自然工质，不破坏臭氧层，温室效应系数（GWP=1），价格低廉，不需回收，可降低设备报废处理成本。CO2的热力性质很好，单位容积制冷量为人工制冷剂的3～10 倍。经过汽车空调的实验，CO2系统的效率虽然比R12 系统的效率低一些，但是CO2系统具有很大的提高潜力，未来可望达到与R12 相当的效率水平[9]。
5制冷剂的发展趋势
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) ,这些物质对臭氧层具有破坏作用并产生温室效应,当前环境变暖引起的气候变化,臭氧层空洞等已成为全球性的环境问题,如果任其发展下去将对人类的生存和发展构成严峻的挑战。总得来说制冷剂的发展趋势应该满足生态环境可持续发展的要求，并且推动其进一步发展。根据可持续发展中经济发展与保护资源、保护生态环境的协调一致的核心要求[10]。因此，今后制冷剂的发展方向有两个: 第一是环保。使用绿色环保的制冷剂已经是大势所趋,绿色环保制冷剂可以是合成的，也可以是天然的，虽然合成的环保制冷剂也对臭氧不会造成破坏，但从地球生态的可持续发展来看天然制冷剂是最理想的选择，因为天然制冷剂本来就是地球生态系统中存在的，无论是使用还是排放到环境中，取之于自然回之于自然，对环境的影响比合成制冷剂都小的多，相信随着技术的不断进步，天然制冷剂必将大有发展[11]。
第二个是节能。随着人们生活水平的提高制冷空调等设备越来越普及，同时其消耗的大量的能源也越来越引起人们的注意。我国尚处于社会主义初级阶段，生产力水平还不能完全满足社会主义现代化建设的需要，随着工业化脚步的加快，电力资源显得尤为匮乏。所以，今后选择节能性的制冷剂也是制冷剂发展的一个远大目标。[12]
6展望与建议
制冷剂替代工程势在必行，但那是一个漫长的过程，将在相当长的时间内对人类提出巨大的挑战，即21 世纪需要人类开发出品质好、质量优，能够最大限度满足人类需求的制冷剂。鉴于我国工业发展的步伐,提出以下几点建议:
(1) 我国制冷工业起步较晚，所以制冷剂替代不能操之过急，没有必要在短时间内淘汰过渡性替代品，应该分阶段完成。在保证正常的制冷剂替代步伐外，尽量减小对工业的冲击[13]。
(2) 冷剂的替代过程中，除了要注重国际社会的环保标准外，还要注重可燃性和毒性等安全指标。
(3) 应进一步开展自然工质替代的理论和应用方面的研究，使自然工质更广泛的应用于制冷空调行业中，为保护人类的生态环境做贡献。
参考文献：
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[13] 史琳, 朱明善. 家用/商用空调用R32替代R22的再分析[J]. 制冷学报, 2010, 31(1): 1-5.
氨（R717）的特性 氨（R717、NH3）是中温制冷剂之一，其蒸发温度ts为-33.4℃，使用范围是+5℃到-70℃，当冷却水温度高达30℃时，冷凝器中的工作压力一般不超过1.5MPa。 氨的临界温度较高（tkr=132℃）。氨是汽化潜热大，在大气压力下为1164KJ/Kg，单位容积制冷量也大，氨压缩机之尺寸可以较小。 纯氨对润滑油无不良影响，但有水分时，会降低冷冻油的润滑作用。 纯氨对钢铁无腐蚀作用，但当氨中含有水分时将腐蚀铜和铜合金（磷青铜除外），故在氨制冷系统中对管道及阀件均不采用铜和铜合金。 氨的蒸气无色，有强烈的刺激臭味。氨对人体有较大的毒性，当氨液飞溅到皮肤上时会引起冻伤。当空气中氨蒸气的容积达到0.5-0.6%时可引起爆炸。故机房内空气中氨的浓度不得超过0.02mg/L。 氨在常温下不易燃烧，但加热至350℃时，则分解为氮和氢气，氢气于空气中的氧气混合后会发生爆炸。 氟哩昂的特性 氟哩昂是一种透明、无味、无毒、不易燃烧、爆炸和化学性稳定的制冷剂。不同的化学组成和结构的氟里昂制冷剂热力性质相差很大，可适用于高温、中温和低温制冷机，以适应不同制冷温度的要求。 氟里昂对水的溶解度小，制冷装置中进入水分后会产生酸性物质，并容易造成低温系统的“冰堵”，堵塞节流阀或管道。另外避免氟里昂与天然橡胶起作用，其装置应采用丁晴橡胶作垫片或密封圈。 常用的氟里昂制冷剂有R12、R22、R502及R1341a，由于其他型号的制冷剂现在已经停用或禁用。在此不做说明。 氟里昂12（CF2CL2，R12）：是氟里昂制冷剂中应用较多的一种，主要以中、小型食品库、家用电冰箱以及水、路冷藏运输等制冷装置中被广泛采用。R12具有较好的热力学性能，冷藏压力较低，采用风冷或自然冷凝压力约0.8-1.2KPa。R12的标准蒸发温度为-29℃，属中温制冷剂，用于中、小型活塞式压缩机可获得-70℃的低温。而对大型离心式压缩机可获得-80℃的低温。近年来电冰箱的代替冷媒为R134a。 氟里昂22（CHF2CL，R22）：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。近年来对大型空调冷水机组的冷媒大都采用 R134a来代替。 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。 氟里昂134a（C2H2F4，R134a）：是一种较新型的制冷剂，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，
自然工质制冷剂应用及发展 程念庆刘阳秦鹏 （西部建筑抗震勘察设计研究院西安710054 西部建筑抗震勘察设计研究院西安710054 西安探矿机械厂，陕西西安，710065） 前言 自从1931年卤代烃制冷剂R21被开发出来后，相继涌现出一大批它的同族化合物，如R12,R114，R22等。它们以优良的热物性迅速占领了市场。然而由于其对臭氧层的破坏作用，《蒙特利尔协议》明确禁止了CFC 类和HCFC 类工质的继续使用。作为这类工质替代品的HFC 类工质，对臭氧层破坏值ODP=0，但是其对地球温室效应的贡献作用不可忽视，《京都议定书》为此对其作了相应的规定，限制使用。因此，HFC类工质只能作为过渡替代品，寻找ODP 值和GWP 值(温室效应值)均为0 的工质才是努力的方向。在此情况下，一些曾经被氟利昂淘汰的自然工质重新得到人们的关注，如氨、水、CO2等。表1比较了几种常用制冷剂的性质，这类物质取自自然，对自然界生态没有破坏。下面将阐述一些自然工质的应用现状，并对其讨论分析。 1、氨（NH3） 氨在制冷领域的应用已经超过了120年，其ODP=0、GWP=0，是一种环境友好的制冷剂。它具有以下优点：节流损失小，能溶解于水,有漏气现象时易被发现,价格低廉。氨的临界温度和临界压力分别为132. 3 ℃和11. 33MPa ，高于R22 ( 96. 2 ℃/4. 99MPa ) 和 R410A(70. 2 ℃/4. 79MPa)，可在较高的热源温度和冷源温度下实现亚临界制冷循环。它的标准沸腾温度低( - 33.4 ℃) 。在冷凝器和蒸发器中的压力适中( - 15 ℃时的蒸发压力为0.24MPa ，30 ℃时的冷凝压力为11.7MPa)，单位容积制冷量大，并且其导热系数大，蒸发潜热也大( - 15 ℃时的蒸发潜热是R12 的8.12 倍) 。
碳氢制冷剂基础知识 (一)制冷剂概述制冷剂概述制冷剂概述制冷剂概述 1、什么是制冷剂？ 答：制冷剂又称制冷工质，它是在制冷系统中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质。空调制冷中主要是采用卤代烃制冷剂，其中不含氢原子的称为氯氟烃(CFC)，含氢原子的称为氢氯氟烃(HCFC)，不含氯原子的称为氢氟烃(HFC)。 制冷剂在蒸发器内吸收被冷却介质（水或空气等）的热量而汽化，在冷凝器中将热量传递给周围空气或水而冷凝。它的性质直接关系到制冷装置的制冷效果、经济性、安全性及运行管理，因而对制冷剂性质要求的了解是不容忽视的。 2、对制冷剂性质有哪些要求？ （1）环保性 要求工质的臭氧消耗潜能值（ODP）与全球变暖潜能值（GWP）尽可能小，以减小对大气臭氧层的破坏及引起全球气候变暖。 （2）具有优良的热力学特性 具有优良的热力学特性以便能在给定的温度区域内运行时有较高的循环效率。具体要求为：临界温度高于冷凝温度、与冷凝温度对应的饱和压力不要太高、
标准沸点较低、流体比热容小、绝热指数低、单位容积制热量较大等。 （3）具有优良的热物理性能 具体要求为：较高的传热系数、较低的粘度及较小的密度。 （4）具有良好的化学稳定性 要求工质在高温下具有良好的化学稳定性，保证在最高工作温度下工质不发生分解。 （5）与润滑油有良好互溶性。 （6）安全性。工质应无毒、无刺激性、无燃烧性及爆炸性。 （7）有良好的电气绝缘性。 （8）经济性。要求工质低廉，易于获得。 3、制冷剂是怎样分类的？ 在压缩式制冷剂中广泛使用的是氨、氟里昂和烃类。 一、按照化学成分，制冷剂可分为五类：无机化合物制冷剂、氟里昂、饱和碳氢化合物制冷剂、不饱和碳氢化合物制冷剂和共沸混合物制冷剂。 （1）无机化合物制冷剂：这类制冷剂使用得比较早，如氨（NH3）、水（H2O）、空气、二氧化碳（CO2）和二氧化硫（SO2）等。对于无机化合物制冷剂，国际上规定的代号为R及后面的三位数字，其中第一位为“7”后两位数字为分子量。如水R718...等。 （2）氟里昂（卤碳化合物制冷剂）：氟里昂是饱和碳氢化合物中全部或部分氢元素（CL）、氟（F）和溴（Br）代替后衍生物的总称。国际规定用“R”作为这类制冷剂的代号，如R22...等。又有人称之为氟利昂的。
混合制冷剂的应用与发展 一、前言 自70年代美国教授莫利纳（M.J.Molina）和罗兰（F.S.Rowland）提出CFC破坏同温层中的臭氧层的观点以来，臭氧层的破坏问题已引起越来越多的关注。87年9月签署了《制破坏大气臭氧层物品的蒙特利尔议定书》，明确了受控物质及其限用时间表。而受控的CFC目前广泛用于制冷，空调等系统，这势必给这些行业造成巨大的冲击。因此，尽快找到合适的替代物以逐步取代受控的CFC制冷剂已势在必行。目前国内外提出的CFC12替代方案近20种。主要从单一工质和混合工质两个途径着手。单一工质方面，用HFC134a替代CFC12的呼声甚高。发达国家已集中注意于HFC134a的应用研究，并已取得初步成果，开始商业化生产。但一般认为如没有化学合成和物质结构方面的突破，要筛选出具有满意的热物性且无毒不可燃的纯工质实在有限。为此发展替代制冷剂的另一途径是开展混合工质的研究。混合制冷剂做为替代制冷剂为我们提供了更多的选择余地。 关键词：混合制冷剂共沸制冷剂非共沸制冷剂 二、混合制冷剂历史发展 混合制冷剂是由两种或两种以上性质不同的制冷剂按一定比例混合，使之达到一定要求的产物。按相变过程中表现出的特征，混合制冷剂可分为共沸，非共沸和近共沸三类。在相变过程中，平衡汽相和平衡液相具有相同的成分，即各相中混合物的组分不发生变化，则该种混合物为共沸混合制冷剂。汽、液相中组分的浓度不同，且在任何浓度比下都不发生共沸现象的混合物称为非共沸混合物。露点线和泡点线比较接近的称非共沸混合物。 在制冷循环中使用混合制冷剂的尝试至少可以追溯到1888年(R.Piotet)，但当时还没有考虑到混合制冷剂需要满足哪些要求才能使循环性能得到改善。1939年，G.Maiuri首先提出混合制冷剂的优点是在变温下制冷。1949年，F.Carr用热力学观点阐述了利用混合制冷剂在变温下制冷达到降低功耗的可能性。从1961年起，Mcb.rness和ChaPmeu对纯制冷剂、共沸与非共沸制冷剂进行了大量运行测试，发现采用非共沸制冷剂引起了制冷量变化，但在热交换器中的变温过程引起的能量节约仍未考虑。1975年，Lor-enz首次成功地进行了R12/R11混合物的变温度实验。 现在，在苏联、东德、西德和印度，旨在挖掘制冷装置潜力，使用混合制冷剂的研究一直特别活跃[1]。 三、常用共沸与非共沸制冷剂 （一）共沸制冷剂 现在常用的共沸制冷剂有R500、R502、R503等。R12/R31用在小型制冷机中代替R12，当蒸发压力相同时，它有较高的容积制冷量与换热流动特性，适用于陈列柜、冷藏车、轿车空调器等。另外，美国凯利亚公司应用R500当制冷机由60Hz转到50Hz运转时，已测得制冷量不变。同样R502及R503也有较高的单位容积制冷量。由RC318/R12组成的共沸制冷剂，Ke值比R12高5-12%，排温低，是最安全的制冷剂。在一系列条件下，用R501代替R22，可以降低压缩机的热应力以及改善系统中油的循环条件。R502是六十年代出现的一种共沸制冷剂，有良好的热物理及化学性能。目前，国外已将R502的使用从开始的全封闭压缩机推广到半封闭和开启式低温压缩机中[2]。 （二）非共沸制冷剂 目前应用较普遍的ODS替代品是R407C和R410A、HFC-32/HFC-134a、HFC-152a/HFC-125，R407C是HFC-32/HFC-125/HFC-134a的三元混合物,其主要优点是能效比、压比接近HCFC-22,可以直接充灌,主要缺点系统泄漏时成分会发生变化,对系统维修及性能产生影响。R410A是
制冷剂的演变与展望 制冷剂的演变及展望 摘要：介绍了制冷剂发展史中三个具有代表性的阶段，提供了几种常用制冷剂的替代方案并展望了制冷剂的未来。 关键词：演变天然制冷剂CFC替代 Refrigerants in evolvement and prospect By Xie Xuming Abstract Reviews three representational changes in the history of the refrigerants used in mech anical refrigeration, provides some projects substituting for widely used refrigerants, and prospe cts the future of refrigerant. Keywords evolvement，natural refrigerant, CFCs replacement 1.前言 制冷剂必须具备一定的特性,包括热力学性质(即沸点、蒸发与冷凝压力、单位容积制冷量、循环效率、压缩终了温度等)、安全性(毒性、燃烧性和爆炸性)、腐蚀性与润滑油的溶解性、水溶性、充注量、导热系数等。 臭氧层的破坏和全球气候变化是当今全球面临的两大主要环境问题。因此，在开发制冷剂时除考虑以上性质外,还需遵循两个重要的选择原则(1)ＯＤＰ值,即臭氧层破坏潜能;(2)ＧＷＰ值,即温室效应能力。 制冷剂本身所必须具备的特性和所要遵循的原则决定了制冷剂的发展方向和演变过程。同时，正因为这样，决定了寻找理想的或者环保的制冷剂之路是非常困难和漫长的。为此,本文回顾了制冷剂的发展历史,探讨了未来发展趋势。 2.制冷剂的发展史 从时间上看，制冷剂的发展经历了三个阶段。第一阶段是十九世纪的早期制冷剂；第二阶段是二十世纪时代的ＣＦＣ与ＨＣＦＣ类制冷剂；第三阶段是二十一世纪的绿色环保制冷剂。 2.1 早期制冷剂 1805年,Oliver Evans最早提出了在封闭循环中,使用挥发性流体的思路,用以将水冷冻成冰。具体描述为,在真空下将乙醚蒸发,并将蒸汽泵到水冷式换热器,冷凝后再利用。1824年, Richard Trevithick首先提出了空气制冷循环设想,但未建成此装置。1834年, Jacob Perkins则第一次开发了蒸气压缩制冷循环,并获得了英国专利（6662号）[1]。在他所设计的蒸气压缩制冷设备中使用二乙醚(乙基醚)作为制冷剂。
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
制冷剂应用知识手册－常用制冷剂 一、水,R-718 多数制冷过程是吸收循环或蒸气压缩循环。商业吸收循环一般用水作为制冷剂，溴化锂为吸收剂. 水无毒、不可燃、来源丰富。是一种天然制冷剂.吸收式制冷机即使是双效制冷机，其挑战是COP(性能系数)只比1稍大(离心式制冷机的COP大于5)。从寿命周期的观点来看，吸收式制冷机需要一个彻底的调查，以确定其解决方案在经济上是否可行。从环保观点来看，用水作为制冷剂是好的。吸收式制冷机的低COP值可能表明比离心制冷机需要消耗更多的化石燃料。但是不一定，因吸收式制冷机直接使用化石燃料，而电制冷机使用电能。选择用哪种制冷机实际上取决于电能是如何产生的。 二、氨,R-717 氨(NH3)被认为是一种效率最高的天然制冷剂。它是一种今天仍在使用的“原始”制冷剂。多用于正位移压缩机的蒸气压缩过程。ASHRAE标准34将其分类为B2制冷剂(毒性高低可燃).ASHRAE标准15要求对氨制冷站有特殊的安全考虑。尽管在商业空调也使用很多，但氨在工业制冷上的应用更广泛些。 三、二氧化碳,R-744 二氧化碳(CO2)是一种天然制冷剂.它在19世纪末20世纪初停止使用，现在正在研
究重新对它的使用。用于蒸气压缩循环正位移压缩机。在32℃时CO2的冷凝压力超过6MP A，这是一个挑战。而且，CO2的临界点很低，能效差。尽管如此，仍可能有一些应用，如复叠制冷，CO2将是有用的。 四、烃类物质 丙烷(R-290)和异丁烷(R-600a),以及其他氢碳物质,能够在蒸气压缩过程中作为制冷剂使用。在北欧，大约有35%的制冷机使用氢碳物质。它们毒性低且能效高，但容易燃烧。后者严重限制了它们在北美的使用，因受现今安全规范的制约。 五、氯氟碳族(CFC族) 氯氟碳族(CFC族)有许多物质，但在空调中最常用的是R-11、R12、R-113和R -114.CFC族到20世纪中叶时已经普遍使用。发达国家在1995应蒙特利尔议定书的要求停止了CFC族的生产。在发展中国家它们仍被生产和使用(按时间表将很快淘汰)。它们用于蒸气压缩过程的所有型式的压缩机中。常用CFC族物质都稳定、安全(从制冷剂标准的角度看)、不可燃且能效高。不幸的是，它们破坏臭氧层。 六、氢氯氟碳族(HCFC族) 氢氯氟碳族(HCFC族)几乎和CFC族同时出现。HCFC-22是世界上使用最广泛的制冷剂。HCFC-123是CFC-11的过渡替代制冷剂。它们用于蒸气压缩过程的所有型式的压缩机中。HCFC-22能效高，被分类成A1(低毒不燃).HCFC123能效高，被分类成B1(高毒不燃).和CFC族一样,这些制冷剂按蒙特利尔议定书的要求将逐步淘汰。在发达国家已被限量生产且很快将减产。发展中国家也有一个淘汰时间表，但淘汰时限延长。
制冷剂 一；对制冷剂性质的要求 （1）具有优良的热力学特性，以便能在给定的温度区域内运行时有较高的循环效率。具体要求为：临界温度高于冷凝温度、与冷凝温度对应的饱和压力不要太高、标准沸点较低、流体比热容小、绝热指数低、单位容积制热量较大等。 （2）具有优良的热物理性能具体要求为：较高的传热系数、较低的粘度及较小的密度。 （3）具有良好的化学稳定性要求工质在高温下具有良好的化学稳定性，保证在最高工作温度下工质不发生分解。 （4）与润滑油有良好互溶性 （5）安全性工质应无毒、无刺激性、无燃烧性及爆炸性。 （6）有良好的电气绝缘性 （7）经济性要求工质低廉，易于获得。 （8）环保性要求工质的臭氧消耗潜能值（ODP）与全球变暖潜能值（GWP）尽可能小，以减小对大气臭氧层的破坏及引起全球气候变暖。 二；制冷剂的一般分类 根据制冷剂常温下在冷凝器中冷凝时饱和压力Pk和正常蒸发温度T0的高低，一般分为三大类： １.低压高温制冷剂 冷凝压力Pk≤２～３㎏/㎝（绝对），T0>０℃ 如Ｒ11（CFCl3），其T0＝23.7℃。这类制冷剂适用于空调系统的离心式制冷压缩机中。通常３０℃时，Pk≤3.06 ㎏/㎝。 ２.中压中温制冷剂 冷凝压力Pk<20 ㎏/㎝（绝对），０℃>T0>-60℃。 如Ｒ717、Ｒ12、Ｒ22等，这类制冷剂一般用于普通单级压缩和双级压缩的活塞式制冷压缩机中。 ３.高压低温制冷剂 冷凝压力Pk≥20 ㎏/㎝（绝对），T0≤－70℃。 如Ｒ13（CF3Cl）、Ｒ14（CF4）、二氧化碳、乙烷、乙烯等，这类制冷剂适用于复迭式制冷装置的低温部分或－７０℃以下的低温装置中。
目前使用的制冷剂已达70～80种，并正在不断发展增多。但用于食品工业和空调制冷的仅十多种。其中被广泛采用的只有以下几种：１.氨（代号：Ｒ717） 氨是目前使用最为广泛的一种中压中温制冷剂。氨的凝固温度为 -77.7℃，标准蒸发温度为－33.3℃，在常温下冷凝压力一般为1.1～ 1.3MPa，即使当夏季冷却水温高达３０℃时也绝不可能超过1.5MPa。氨的单位标准容积制冷量大约为520kcal/ｍ3。 氨有很好的吸水性，即使在低温下水也不会从氨液中析出而冻结，故系统内不会发生“冰塞”现象。氨对钢铁不起腐蚀作用，但氨液中含有水分后，对铜及铜合金有腐蚀作用，且使蒸发温度稍许提高。因此，氨制冷装置中不能使用铜及铜合金材料，并规定氨中含水量不应超过0.2％。 氨的比重和粘度小，放热系数高，价格便宜，易于获得。但是，氨有较强的毒性和可燃性。若以容积计，当空气中氨的含量达到0.5％～0.6％时，人在其中停留半个小时即可中毒，达到11％～13％时即可点燃，达到16％时遇明火就会爆炸。因此，氨制冷机房必须注意通风排气，并需经常排除系统中的空气及其它不凝性气体。 总上所述，氨作为制冷剂的优点是：易于获得、价格低廉、压力适中、单位制冷量大、放热系数高、几乎不溶解于油、流动阻力小，泄漏时易发现。其缺点是：有刺激性臭味、有毒、可以燃烧和爆炸，对铜及铜合金有腐蚀作用。 ２.氟利昂-12（代号：Ｒ12） Ｒ12为烷烃的卤代物，学名二氟二氯甲烷，分子式为CF2Cl2。它是我国中小型制冷装置中使用较为广泛的中压中温制冷剂。Ｒ12的标准蒸发温度为－29.8℃，冷凝压力一般为0.78～0.98MPa，凝固温度为-155℃，单位容积标准制冷量约为288kcal/ｍ3。 Ｒ12是一种无色、透明、没有气味，几乎无毒性、不燃烧、不爆炸，很安全的制冷剂。只有在空气中容积浓度超过80％时才会使人窒息。但与明火接触或温度达400℃以上时，则分解出对人体有害的气体。 Ｒ12能与任意比例的润滑油互溶且能溶解各种有机物，但其吸水性极弱。因此，在小型氟利昂制冷装置中不设分油器，而装设干燥器。同时规定Ｒ12中含水量不得大于0.0025％，系统中不能用一般天然橡胶作密封垫片，而应采用丁腈橡胶或氯乙醇等人造橡胶。否则，会造成密封垫片的膨胀引起制冷剂的泄漏。 ３.氟利昂-22（代号：Ｒ２２）
郑州交通职业学院 毕业论文（设计） 论文（设计）题目：汽车空调制冷剂对全球气候的 影响及发展前景 所属系别汽车运用工程系 专业班级 10级汽运7班 姓名 Young 学号 指导教师 撰写日期2013年4月
摘要 我们居住的地球周围包围着一层大气，臭氧层就存在于地球上方15~50 km的大气平流层中，它保存了大气中90%左右的臭氧，将这一层高浓度的臭氧称为“臭氧层”。它可以有效地吸收对生物有害的太阳紫外线。如果没有臭氧层这把地球的“保护伞”，强烈的紫外线辐射不仅会使人死亡，而且会消灭地球上绝大多数物种。当前环境变暖引起的气候变化，臭氧层空洞等已成为全球性的环境问题，如果任其发展下去将对人类的生存和发展构成严峻的挑战。因此在汽车空调制冷剂的替代研究过程中应该加强对生态环境的保护意识，不能只看到眼前利益，而同时要注重生态环境与人类的协调和可持续的发展氟利昂缩写为CFCs，主要用于制冷剂、溶剂、塑料发泡剂、气溶胶喷雾剂及电子清洗剂等。当制冷系统破裂、渗漏或更换、清洗时均有可能造成氟利昂的外漏。 关键词：汽车空调，制冷，气候，影响
Abstract Around the earth we live surrounded by a layer of the atmosphere, the ozone layer there is in the 15 to 50 km of the atmosphere above the earth in the stratosphere, which holds about 90% of the ozone in the atmosphere, the ozone concentration of this highly known as the "ozone layer. "It can effectively absorb the sun's harmful ultraviolet biological. If there is no ozone layer of the Earth "umbrella", strong ultraviolet radiation not only make people die, and will eliminate the vast majority of species on Earth. Current the environmental warming-induced climate change, the ozone hole has become a global environmental problem, if unchecked will human survival and development constitute a serious challenge. Should be strengthened in the automotive air conditioning refrigerant alternative course of the study on the ecological environment protection awareness, can not only see the immediate benefits, while at the same time to pay attention to the ecological environment and human coordinated and sustainable development of Freon abbreviated as CFCs, mainly used for refrigerants, solvents, plastic foam, aerosol sprays, and electronic cleaning agent. When the refrigeration system is broken, leaking or replacement, cleaning both may cause leakage of Freon. Keywords: Automotive air-conditioning, Refrigeration, Climate, Impact
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！
常用制冷剂种类及特性 新闻来源: 空调技术网2005-6-14 11:13:12作者: 未知责任编辑: LOG 说明 制冷剂又称制冷工质，是制冷循环的工作介质，利用制冷剂的相变来传递热量，既制冷剂在蒸发器中汽化时吸热，在冷凝器中凝结时放热。当前能用作制冷剂的物质有80多种，最常用的是氨、氟里昂类、水和少数碳氢化合物等。 1987年9月在加拿大的蒙特利尔室召开了专门性的国际会议，并签署了《关于消耗臭氧层的蒙特利尔协议书》，于1989年1月1日起生效，对氟里昂在的R11、R12、R113、R114、R115、R502及R22等CFC类的生产进行限制。1990年6月在伦敦召开了该议定书缔约国的第二次会议，增加了对全部CFC、四氯化碳（CCL4）和甲基氯仿 （C2H3CL3）生产的限制，要求缔约国中的发达国家在2000年完全停止生产以上物质，发展中国家可推迟到2010年。另外对过渡性物质HCFC提出了2020年后的控制日程表。 HCFC中的R123和R134a是R12和R22的替代品。 制冷剂的要求氨（R717）的特性 制冷剂的分类氟哩昂的特性 制冷剂的要求 热力学的要求 在大气压力下，制冷剂的蒸发温度(沸点)ts要低。这是一个很重要的性能指标。ts愈低，则不仅可以制取较低的温度，而且还可以在一定的蒸发温度to下，使其蒸发压力Po高于大气压力。以避免空气进入制冷系统，发生泄漏时较容易发现。 要求制冷剂在常温下的冷凝压力Pc应尽量低些，以免处于高压下工作的压缩机、冷凝器及排气管道等设备的强度要求过高。并且，冷凝压力过高也有导致制冷剂向外渗漏的可能和引起消耗功的增大。 对于大型活塞式压缩机来说，制冷剂的单位容积制冷量qv要求尽可能大，这样可以缩小压缩机尺寸和减少制冷工质的循环量；而对于小型或微型压缩机，单位容积制冷量可小一些；对于小型离心式压缩机亦要求制冷剂qv要小，以扩大离心式压缩机的使用范围，并避免小尺寸叶轮制造之困难。 制冷剂的临界温度要高些、冷凝温度要低些。临界温度的高低确定了制冷剂在常温或普通低温范围内能否液化。 凝固温度是制冷剂使用范围的下限，冷凝温度越低制冷剂的适用范围愈大。
新一代制冷剂趋势 目前，人们认为制冷技术已经历了三代制冷剂。第一代是1930年以前的原生代，以NH3和CO2等自然工质为主；第二代是含氯的合成制冷剂，即CFCs(R11、R12、R114等)和HCFCs(R22、R142b)，从诞生开始就逐渐取代了原生代，被广泛推广应用。 随着人类对臭氧层破坏的发现和认识，发现是这两类化合物中的氯原子或溴原子与大气上空的平流层的臭氧发生反应，消耗了臭氧。自从1987年国际上签订了蒙特利尔议定书，便逐步削减并停止生产严重破坏臭氧层的CFC等，并开发第三代替代制冷剂。第三代制冷剂解决了臭氧层破坏问题，在当时被称为"环保工质"、"绿色工质"等，被称之为中长期替代物。但随后人们又发现，这些第三代制冷剂具有强烈的温室效应，成为1997年《京都议定书》中受限物质之一。目前，欧盟对此的淘汰已经提上了日程，出台了相应的限制和淘汰氟化气体的规章制度。这预示着人们面临着研发第四代制冷工质：零ODP并低GWP。在第四代制冷剂的发展方向上，存在着两个方向。一个是再寻找更难于合成的新化合物，另一是退回第一代制冷剂，即自然工质。自然工质主要包括氨、二氧化碳及丙烷等碳氢化合物，还包括水、空气以及用于低温制冷的甲烷、氦、氮等，这些自然工质过去早被熟悉和使用，有些目前仍在使用。 低沸点物质，即氦、氮和甲烷在低达-120℃的深冷和气体液化等应用中被广泛采用，但它们由于有太高的可用能损失而不适合中等温度范围的制冷。从近10年替代物的发展看，无论从理论上或从实践上，很难找到一种不影响环境的完全理想的替代物(消耗臭氧潜能值ODP=0，GWP值小于100)，高效、安全且价格不贵。因此，许多专家提出，第四代制冷剂退回自然工质是必然的趋势。 间接冷却制冷系统载冷剂的选择非常重要，会影响系统安全性与综合性能。一些非专业载冷剂对系统有腐蚀性，存在安全隐患。间接制冷系统载冷剂的选择非常重要。本文推荐使
制冷剂R22与R134a的应用比较
制冷剂R22与R134a的应用比较 目前全社会越来越重视环保问题，部分地区政府相关职能部门也发出了全面禁氟的政策法令，但禁氟不仅是错误的概念，也导致了广大用户和生产厂家的应用困惑。本文从氟利昂概念、国际公约、国家政策、应用特性入手对常用制冷剂R22和R134a做全面分析，以明确制冷剂R22的优势地位。 一、氟利昂的概念 目前，国内很多用户都要求生产厂家采用R134a等环保冷媒，拒绝使用氟里昂R22冷媒，理由是响应国家号召保护环境。其实R22和R134a都是氟利昂家族的成员，属于氢氯氟烃类。氟里昂是饱和烃类（碳氢化合物）的卤族衍生物的总称。从氟里昂的定义可以看出，现在人们所谓的环保冷媒R134a、R410A及R407C等其实都属于氟里昂家族。所以禁氟这一概念把该禁不该禁的内容混为一谈。 氟里昂之所以能够破坏臭氧层是因为制冷剂中含有CL元素，而且随着CL原子数量的增加对臭氧层破坏能力也增加，随着H元素含量的增加
对臭氧层破坏能力降低；造成温室效应主要是因为制冷剂在缓慢氧化分解过程中，生成大量的温室气体，如CO2等。根据分子结构的不同，氟里昂制冷剂大致可以分为以下三大类： 1.氯氟烃类：简称CFC，主要包括R11、R12、R113、R114、R115、R500、R502等，由于其对臭氧层的破坏作用最大，被《蒙特利尔议定书》列为一类受控物质。此类物质目前已被我国逐步禁止使用。 2.氢氯氟烃：简称HCFC，主要包括R22、R123、R141b、R142b等，臭氧层破坏系数仅仅是R11的百分之几，因此，《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》将HCFC类物质视为CFC类物质的最重要的过渡性替代物质。 3.氢氟烃类：简称HFC，主要包括R134a，R125，R32，R407C，R410A、R152等，臭氧层破坏系数为0，但是气候变暖潜能值较高。 我国目前所使用的所有制冷剂（包括环保冷媒）全部都是氟里昂制品，理想的非氟里昂制冷剂到目前为止还没有研发出来。在新的制冷剂研发出来之前，我们所要解决的是空调机组选用那种制冷剂，对我们赖以生存的环境造成的破坏力相对
制冷剂的种类及特性 制冷剂又称制冷工质，是制冷循环的工作介质，利用制冷剂的相变来传递热量，既制冷剂在蒸发器中汽化时吸热，在冷凝器中凝结时放热。当前能用作制冷剂的物质有80多种，最常用的是氨、氟里昂类、水和少数碳氢化合物等。 1987年9月在加拿大的蒙特利尔室召开了专门性的国际会议，并签署了《关于消耗臭氧层的蒙特利尔协议书》，于1989年1月1日起生效，对氟里昂在的R11、R12、R113、R114、R115、R502及R22等CFC类的生产进行限制。1990年6月在伦敦召开了该议定书缔约国的第二次会议，增加了对全部CFC、四氯化碳（CCL4）和甲基氯仿（C2H3CL3）生产的限制，要求缔约国中的发达国家在2000年完全停止生产以上物质，发展中国家可推迟到2010年。另外对过渡性物质HCFC提出了2020年后的控制日程表。 HCFC中的R123和R134a是R12和R22的替代品。 制冷剂的要求氨（R717）的特性 制冷剂的分类氟哩昂的特性 制冷剂的要求 热力学的要求 在大气压力下，制冷剂的蒸发温度(沸点)ts要低。这是一个很重要的性能指标。ts愈低，则不仅可以制取较低的温度，而且还可以在一定的蒸发温度to 下，使其蒸发压力Po高于大气压力。以避免空气进入制冷系统，发生泄漏时较容易发现。 要求制冷剂在常温下的冷凝压力Pc应尽量低些，以免处于高压下工作的压缩机、冷凝器及排气管道等设备的强度要求过高。并且，冷凝压力过高也有导致制冷剂向外渗漏的可能和引起消耗功的增大。 对于大型活塞式压缩机来说，制冷剂的单位容积制冷量qv要求尽可能大，这样可以缩小压缩机尺寸和减少制冷工质的循环量；而对于小型或微型压缩机，单位容积制冷量可小一些；对于小型离心式压缩机亦要求制冷剂qv要小，以扩大离心式压缩机的使用范围，并避免小尺寸叶轮制造之困难。 制冷剂的临界温度要高些、冷凝温度要低些。临界温度的高低确定了制冷剂在常温或普通低温范围内能否液化。 凝固温度是制冷剂使用范围的下限，冷凝温度越低制冷剂的适用范围愈大。
制冷剂的发展历史和应用 摘要 社会生产力的随着快速发展和人民生活水平的显著提高，制冷技术在工程和生活中的应用越发的深入和广泛。而在蒸汽压缩式制冷系统中，制冷剂被形象的称之为“血液”。本文对制冷剂的发展历史进行了简单的介绍，并列举出了一些制冷剂在各个应用领域的最新研究和进展。制冷剂随着制冷技术的发展而不断变迁，大致可分为4个阶段。从最初能用即可的原则，因为工业发展的需要，进入到以安全及耐久性为主的第二阶段。随着环境问题的加剧，制冷剂步入围绕臭氧层保护的第三阶段。而今，对制冷剂的探索没有停止，防止全球变暖，低ODP,低GWP,短寿命，高效是我们对制冷剂的目标。制冷剂在各个领域应用广泛，家用空调，中大型冰库，车载空调等，都可以看到制冷剂活跃的身影，而针对各个领域的制冷剂的技术革新研究也将会被提及。 关键词制冷剂发展阶段应用环境问题发展方向 引言 当前世界的环境问题主要是臭氧层遭受破坏和全球范围的变暖。然而，CFC 与HCFC类制冷剂在制冷空调热泵等行业广泛的采用，它对臭氧层有一定的破坏作用还是温室效应的一个重要因素。它对环境的负面影响使得这一行业在全世界都面临重大的压力。但是，到现在为止，一些在国外使用的HFC类和碳氢类替代制冷剂还不太理想，多多少少都存在一些瑕疵。比如说大部分的HFC类制冷剂及其混合制冷剂的GWP还是相当的高，对温室效应影响显著，对排放量还需要严格的控制;而碳氢类制冷剂的安全问题也普遍存在，它的强可燃性令人担忧，当在大中型制冷空调热泵设备使用时，安全措施很技术的要求很高。所以，从制冷剂的发展历史中探索，吸收经验，寻求科学、正确地解决满足环保要求的制冷剂在各种生产和生活的应用的替代问题，避免我们走弯路是非常重要的。为此，本文回顾了制冷剂的发展历史，综述了制冷剂在各个领域的应用及其相关最新研究，探讨了未来发展趋势。 根据J . M . Calm[1-2]的描述，目前人们将制冷剂的发展分为4个阶段，各阶段的特征如表1所示，以下对各发展时期的情况做一简述。
制冷空调行业制冷剂发展方向与展望 张永康 提要本文简单介绍了制冷剂的发展历史；臭氧层的部分知识、以及现阶段CFC和HCFC制冷剂怎样对臭氧层进行破坏；并以“蒙特利尔协议书”制定的规定为基 础，介绍了世界各国对制冷空调行业制冷剂发展方向与主流趋势；并且介绍了世 界各国所形成的不同的观点以及现阶段的主要应对方案。 一、制冷剂的由来 制冷的历史可以追溯到古代，当时用以储冰和一些蒸发进程。从历史上看，制冷剂的发展经历了三个阶段： 第一阶段：从1830年至1930年，主要采用NH3、HC、CO2,空气等作为制冷剂，有的有毒，有的可燃，有的效率很低。主要出于安全性的考虑。尽管用了100年之久，当出现了CFC和HCFC 制冷剂后，主要出于安全性的考虑，还是当机立断，实现了第一次转轨第二阶段：从1930年至1990年，主要用CFC和HCFC制冷剂。使用了60年后，发现这些制冷剂破坏臭氧层。出于环保的需要，不得不被迫实现第二次转轨。 第三阶段：从1990年至今，进入以HFC制冷剂为主的时期。 二、关于臭氧层 臭氧（O3）是一种在地球大气中发现的气体，由三个氧原子组成，当强烈的太阳紫外线造成氧分子破 烈时，就生成了氧原子。氧原子再与氧分子反应生成臭氧。臭氧作为一种微量气体颁布在离地面 15-60KM高度的大气平流层。臭氧的这一分布区域就叫做臭氧层。 臭氧的独特之处，在于能吸收大气中的任何其他气体不能吸收的太阳辐射中波长在300mm以下的紫外线。尽管一定量的紫外线对生命来说是需要的，但是太多的紫外辐射却有不利影响。一些可能的不利影响包括： （1）使患皮肤癌的可能性增加。 （2）使患白内障的机会增加。 （3）破坏人体免疫系统 （4）降低农作物产量和使质量劣化。 （5）对浮游植物的生长产生不利的影响。 在1974年，美国加利福尼亚大学教授莫利纳(M.J.Molina)和罗兰(F.S.Rowland)在自然杂志上指出，正在世界上大量生产和使用的CFCs，由于其化学稳定性好，不易在对流层分解，通过大气环流进入臭氧层所在的平流层，在短波紫外线UV-C的照射下，分解出Cl自由基，参与了对臭氧的消耗。图1为以CFC12为例的臭氧被Cl自由基消耗的过程。可以看出，CFC12分子在强烈的紫外线照射下破裂，释放出Cl自由基，这些Cl自由基与臭氧发生反应，产生氧分子O2，Cl自由基只起催化剂的作用，在反应过程中并未消耗，因此单个Cl自由基可以通过成千上万次的这样类似的反应把臭氧转化成氧分子。1个CL自由基可以消耗10万个臭氧分子。
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。