制冷剂发展与研究前沿
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制冷空调行业制冷剂现状和发展趋势摘要:近年来,随着制冷空调行业的不断发展,制冷剂的使用引起了人们的普遍重视。
我国在此方面虽然取得了一定的成绩,但在实际的生产过程中仍然存在较大的发展空间。
在环保占主导地位的新时期,我们必须加大对制冷空调行业制冷剂现状和发展趋势的研究。
本文主要探讨了制冷空调行业制冷剂的使用问题,针对制冷剂的使用现状进行了分析,并讨论了制冷剂的发展趋势,及提高制冷空调行业制冷剂的使用效果。
关键词:制冷空调行业;制冷剂现状;发展趋势1、制冷空调行业制冷剂发展现状为了保护臭氧层的需要,近10年来制冷空调行业已作出了积极的响应,采取了许多的措施和行动。
发达国家在1996已经全面淘汰了CFCs的生产和消费,HCFCs也随着时间的推移在加速淘汰。
2007年9月,《蒙特利尔议定书》第19次缔约方会议通过了加速淘汰HCFCs的调整方案。
方案规定发达国家2010年削减75%,2015年削减90%,2020-2030年允许保留0.5%;发展中国家2015年要完成削减基线水平10%的任务,2020年削减35%,2020年削减67.5%,到2030-2040年也仅允许保留2.5%的维修用量。
1.1合成制冷剂(1)R134a(ODP=0,GWP=420)不可燃,无毒,无味,使用安全,其热物性质与R12十分接近,可用来替代R12,用于汽车空调和家用冰箱等领域。
但使用R134a,会使能耗增大,且与CFC-12用的润滑油不相溶,与材料的兼容性方面也不同CFC-12。
另外它还是一种温室效应气体,所以仍然存在一定的缺陷。
(2)R152a(ODP=0),用R152a替代R12后能耗可降低3%~7%,但其在空气中含量达4.8%~16.8%时具有可燃性,因此推广受到一定的限制。
(3)R410A,R410A是近共沸混合制冷剂,是由质量分数为50%R32和50%R125组成,为R410制冷剂ODP值为零,不会对大气臭氧层造成破坏,从此不会因为氟里昂泄漏而威胁人类健康。
制冷空调行业制冷剂现状和发展趋势探析摘要:近几年来,随着制冷空调行业的发展,制冷剂的使用越来越受到关注。
虽然我国在这方面已经取得了一些成绩,但是在实际生产中还有很大的发展空间。
在以环境保护为主导的新时期,应加强对制冷空调行业制冷剂的研究,并对其发展趋势进行分析。
目前,制冷剂在制冷空调行业中的应用十分广泛,由于制冷剂的开发和应用与制冷空调产业的发展息息相关,所以有必要对其在国内的应用进行深入的研究。
基于此,本文对制冷空调行业制冷剂现状和发展趋势进行探讨。
关键词:制冷空调;制冷剂;现状;趋势.制冷空调行业的发展,关系到整个社会经济的发展水平,也关系到人民生活的质量。
对于制冷空调行业来说,制冷剂起着非常重要的作用,在这种条件下,要保证所选用的制冷剂符合制冷空调产业的总体发展需要,就需要对制冷空调产业中制冷剂的发展状况及发展趋势进行综合的研究,从而确保人们对制冷空调行业制冷剂有一个全面的认识。
一、制冷空调行业制冷剂现状制冷空调既能为人们提供舒适的生活条件,又能延缓全球变暖的进程。
但是,在常规的制冷空调系统中,氟元素含量较高,随着制冷空调系统的持续运转,将不可避免地引起空气中臭氧的损害,进而威胁到整个社会的稳定性[1]。
在此背景下,要求有关部门参考常规氨基制冷空调,采取行之有效的改造方法,逐步淘汰氟化物,减少其在使用中的危害。
目前,大部分制冷空调行业所使用的制冷剂都是HCFCs,其在空调系统中快速降解,产生大量的CFCs,对城市大气臭氧层结构产生严重的影响。
为此,应尽快制订HCFCs替代调整方案,逐步实现 HCFCs替代,并尽可能使其与我国制冷空调产业的替代标准相一致[2]。
目前,世界上已有多个发达国家和发展中国家逐步实现了HFCs的淘汰,以HFCs取代GCFCs可以有效降低制冷机运行过程中的氟化物排放。
一方面,合成制冷剂。
目前,在国内主要的制冷空调产业中,将继续使用合成制冷剂,取代不合理的常规制冷剂,既能减少生产中的氟化物,又能改善系统的稳定性能,为促进国内制冷空调产业的发展,提供一种行之有效的借鉴。
毕业设计论文题目:制冷剂的现状与发展前景系别:机械工程系专业:制冷与冷藏专业学制:姓名:学号:指导教师:二O 年月日摘要制冷剂,又叫制冷剂或冷冻剂,是一类利用人工利用物质物理性或化学性质而产生低温的物质,通过制冷会导致温度比周围环境的温度更低。
常见的致冷剂有,固态的有NH4Cl、NH4NO3、NaNO3、食盐和冰的混合物,液态的有二氧化硫、液氨和氟里昂等。
由于现代社会的飞速发展,人们对生活要求的不断提高,空调及冷库的使用也就越来越多。
于此同时就有更多的制冷制被使用。
本文就对现代社会上所使用的制冷剂作了详细介绍,现在制冷剂的现状、对大气的危害和影响,以及制冷剂的代替和未来发展前景。
关键词:制冷剂现状发展前景目录前言 (5)第1章制冷剂的现状 (6)1.1制冷剂的制冷原理 (6)1.2制冷剂的现状 (6)第2章当前制冷剂存在的问题及制冷剂的替代 (8)2.1 当前的制冷剂及其存在的问题 (8)2.2 制冷剂的替代 (9)第3章制冷剂的替代中的可持续发展观 (10)3.1可持续发展的概念 (10)3.2制冷剂的替代中的可持续发展观 (10)第4章制冷剂的发展前景 (11)结论 (14)参考文献 (15)致谢 (16)前言根据对国内外大中型冷库制冷剂使用情况的调研,分析了大中型冷库制冷剂的现状。
根据国际上最新的文献,评论了冷库制冷剂应用的发展新动向。
结果表明:在国内外大中型冷库中,目前采用氨制冷剂是主流,今后氨仍然将是主要制冷剂。
在蒸发温度-35℃以上,压缩式制冷采用氨制冷剂是最节能的。
采用氨制冷剂的关键问题是安全问题。
在制冷剂的发展动向中,CO2系统成为新一代制冷剂关注的重点,CO2/NH3复叠式制冷系统具有较大的发展潜力。
在间接制冷系统中,采用氨水替代乙二醇作为载冷剂,可以使系统能耗明显降低。
早期使用的制冷剂氟利昂是一种透明、无味、无毒、不易燃烧、爆炸且化学性稳定的制冷剂。
由于氟利昂性质稳定,它在大气中既不发生变化,也难被雨雪消除。
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。
汽车用制冷剂发展趋势1. 引言:探讨汽车用制冷剂的重要性及环保需求- 制冷剂在汽车行业中的作用- 环保对制冷剂发展的推动2. 历史回顾:汽车用制冷剂的发展历程- 从CFCs到HFCs的转变- 环保法规对制冷剂选择的影响3. 当前趋势:环保制冷剂的兴起- 现阶段主流的汽车用制冷剂类型- 环保制冷剂的优势与挑战4. 未来展望:汽车用制冷剂的创新方向- 潜在的替代制冷剂研究进展- 技术创新对制冷剂效率和环保性的提升5. 结论:汽车行业的制冷剂环保革命- 总结制冷剂发展的必要性和行业趋势- 对未来汽车用制冷剂发展的展望1. 引言:探讨汽车用制冷剂的重要性及环保需求汽车制冷剂对于车辆的舒适性和环境影响至关重要。
它们不仅确保乘客在驾驶过程中享受到凉爽的环境,而且其环保特性对于减少汽车对环境的影响具有重要作用。
随着全球对气候变化的关注日益增加,环保型制冷剂的开发和应用成为行业的重要趋势。
制冷剂在汽车行业中的作用制冷剂是汽车空调系统的核心,通过在系统中循环,吸收和释放热量,为车内提供冷却。
正确的制冷剂选择不仅关系到空调系统的效率,还影响到整车的能耗和排放表现。
环保对制冷剂发展的推动过去,使用的制冷剂如CFCs和HFCs因其对环境的潜在危害而逐渐被淘汰。
这些物质能显著增加地球大气层中的温室气体,加剧全球变暖问题。
因此,开发低全球变暖潜能(GWP)的新型制冷剂成为行业的紧迫任务。
这些新型制冷剂不仅要求具有较低的环境影响,还需要满足高效能和安全性的标准。
通过这一部分的讨论,我们可以看到,汽车用制冷剂的选择不仅影响到汽车的性能和乘客的舒适度,更关乎到汽车产业对环境的影响和其可持续发展的责任。
随着技术的进步和环保法规的完善,我们期待更多的绿色制冷剂解决方案能够被开发并应用于未来的汽车制冷系统中。
2. 历史回顾:汽车用制冷剂的发展历程了解汽车用制冷剂的历史发展对于认识其未来趋势至关重要。
过去几十年中,随着科技进步和环保意识的提升,汽车制冷剂经历了重大的变革。
制冷剂的发展现状与趋势摘要:本文主要论述制冷剂的发展和分类及目前使用最广泛的几种制冷剂,制冷剂对环境的影响,制冷剂的发展趋势。
关键词:制冷剂环保发展趋势1 制冷剂的概述制冷剂是制冷系统中的工作流体,它在制冷系统中循环流动,通过自身热力状态的循环变化不断与外界发生能量交换,达到制冷的目的,制冷剂又被称为制冷工质。
制冷系统中必须要有制冷剂才能连续不断地稳定地向外界供冷。
制冷剂主要可以分为几大类:无机化合物制冷剂(如水、氨、二氧化碳等)、氟利昂类制冷剂(如R12、R22和R134a等)和碳氢化合物类制冷剂(如丙烷、异丁烷、乙烯、丙烯等)。
制冷剂又可分为单一制冷剂和混合制冷剂(如R502、R407C等)。
2 制冷剂的发展早期使用的制冷剂有乙醚、二氧化碳、氯化钾、二氧化硫等。
由于其本身的缺点,现在除了二氧化碳还是用于制冷系统外,其余的均被淘汰。
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,主要采用氨、二氧化碳、水等作为制冷剂,它们有的有毒,有的可燃,有的效率低,用了约有100年。
第二阶段,从1930年到1990年,主要使用CFCs和HCFCs制冷剂,使用了约60年。
第三阶段,从1990年至今,出现了多种制冷剂,但主要是以HFCs制冷剂。
3 简述几种制冷剂的现状氨的性质简介氨,制冷剂代号R717,是一种理想的制冷工质,具有良好的热力学性质。
在限制和禁止使用CFC物质的形势下,氨由于对臭氧层无破坏作用,使用较广泛。
氨(NH3)为无色、有剌激性辛辣味恶臭的气体,分子量17.03。
比重0.597。
沸点―33.33℃。
溶点―77.7℃。
爆炸极限为15.7%~27%(容积)。
急性毒性:LD50350mg/kg(大鼠经口);LC501390mg/m3,4小时,(大鼠吸入)。
氨在常温下加压易液化,称为液氨,接触液氨可引起严重冻伤。
与水形成氨水(NH3+H2O=NH3·H2O),呈弱碱性。
高效制冷剂技术的研究现状和发展趋势随着全球气候变化趋势的逐渐加剧,人们对环保技术的需求也日益增长。
其中,制冷技术作为广泛应用于生产和生活中的基础技术,受到了越来越多的关注。
现代家庭、商业和工业设备中,制冷装置是必不可少的关键部分。
然而,传统制冷技术的副作用日益凸显,对环境及人类健康造成的影响越来越大。
在这个背景下,高效制冷剂技术成为解决环境问题的重要手段,也是未来发展的趋势。
一、高效制冷剂技术研究现状高效制冷剂技术主要是通过改善制冷剂在制冷环节中的性质来实现的。
传统制冷剂如氟利昂(CFCs)、氢氟碳化物(HCFCs)等在大量使用过程中,会对臭氧层产生破坏。
而新型制冷剂如氢氟烃(HFCs)。
其环保特性更好,效率也更高。
HFCs作为目前主要的环保制冷剂,与其他新型制冷剂相比,它不含氯元素,对臭氧层破坏的影响更小。
此外,它也不会导致温室效应,使用寿命更长。
在一些高端应用领域,利用HFCs制冷技术的应用已经逐渐普及。
在大气臭氧层保护方面,环保组织和政府部门积极创新,推广使用更加环保的制冷剂。
同时,在冰箱、空调等一系列制冷设备中,也逐渐推广使用HFCs制冷技术,以达到更高的能效比。
这种取代传统制冷剂的趋势是不可逆的,也是高效制冷剂技术的研究现状。
二、高效制冷剂技术的发展趋势高效制冷剂技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:(一)绿色环保技术将成为主流随着全球环保意识的不断提高和国家政策的支持,绿色环保技术在未来几年中将成为制冷技术发展的主流趋势。
制冷设备必须采用更加环保的制冷剂,以减少对环境和人类健康的影响。
(二)新型制冷剂具有较高的效率和安全性新型制冷剂是未来高效制冷剂技术的发展方向之一,它们具有良好的环保性,几乎不会产生对臭氧层的破坏和温室效应,并具有较高的能效比,能够更好的适应不同的制冷环境。
同时在存储、运输、使用等环节上,也更加安全。
因此,新型制冷剂将是未来制冷行业中的核心竞争力之一。
(三)使用更加先进的技术手段未来高效制冷剂技术的发展趋势将使用更加先进的技术手段。
制冷系统中新型制冷剂的研究与应用在现代社会,制冷设备广泛应用于各行各业,包括工业、商业、医疗、生活等领域。
制冷剂是制冷系统的关键组成部分,对制冷效率和环境保护都有重要影响。
随着环境问题日益引起人们的关注,传统制冷剂因其对臭氧层的破坏和温室气体的排放,已经逐渐淘汰。
近年来,新型制冷剂的研制和应用成为了制冷系统发展的重要方向。
一、新型制冷剂的分类新型制冷剂主要分为两类:一是HFCs(氢氟碳化物),包括R404A、R410A、R407C等;二是Naturals(自然制冷剂),包括R744(二氧化碳)、R717(氨气)、R290(丙烷)等。
HFCs以其较低的毒性、易用性和相对较高的效率,在一段时间内被广泛应用。
然而,由于HFCs中仍含有氟元素,会在使用过程中逸散到大气中,造成温室效应。
自然制冷剂则能很好地解决环境问题,但在使用过程中也存在着安全隐患,如氨气具有毒性、易燃易爆等特点,不宜在家庭中使用。
因此,在实际使用中,需要根据具体场景选择合适的制冷剂。
二、新型制冷剂的应用1、二氧化碳制冷剂R744由于其具有零Ozone Depleting Potential(OPD)、零温室气体排放的特点,R744已经成为自然制冷剂中的佼佼者。
同时,二氧化碳在大气下无毒、无味、无色,具有较高的比热和汽化潜热,能够很好地适应低温制冷环境。
现在,在某些超市和家用制冷设备中,已经开始使用R744制冷剂。
2、丙烷制冷剂R290丙烷具有绿色环保、高效节能的特点,是自然制冷剂中的一种。
近年来,在一些国家的家用制冷设备中,开始大量使用丙烷制冷剂。
相比传统制冷剂,丙烷的安全性能更好,适合在家庭中使用。
3、氨气制冷剂R717氨气作为自然制冷剂中的老大哥,具有较高的制冷效率和低的工作压力,被广泛应用于冷库、制冰机等工业领域。
然而,在家庭等场景中,由于氨气的毒性、易燃易爆等特点,不宜使用。
三、新型制冷剂的研究1、混合制冷剂的研究为了综合各种制冷剂的优势,近年来,越来越多的研究关注混合制冷剂的研究。
制冷剂的发展与研究前沿田玉保安全工程0901 200901145025摘要:回顾了制冷剂从早期使用至现在的进步历程,探讨了未来方向与一些候选制冷剂。
根据所定义的选择标准把此历程划分为四代制冷剂。
考察了对现有国际协定相关方案的展望,其中包括了分别为防止平流层臭氧耗损与全球气候变化的蒙特利尔与京都议定书的分析。
介绍了多种HCFCs制冷剂的替代物,包括R1234yf,DME,CO2和氨的混合物等。
对下一代制冷剂做出了展望。
关键词:制冷剂温室效应臭氧损耗潜能值全球变暖潜能值Development on Refrigrants an Reseach FrontsAbstracts Reviews the progression of refrigerants,from early uses to the present,and then addresses future directions and candidates.Breaks the history into four refrigerant generations based on defining selection criteria.refrigerants”.Examines the outlook for current options in the contexts of existing international agreements,including the Montreal and Kyoto Protocols to avert stratospheric ozone depletion and global climate change,respectively.This paper introduced several alternative refrigerants from the basic thermal physical and circulation performance,etc.,including R1234yf,DME and the combination of carbon dioxide an ammonia etc.Also,a briefe glance of the future of next generation of refrigrantsis given.Keywords Refrigetants Greenhouse effects ODP GWP臭氧层的破坏和全球气候变化,是当前世界所面临的主要环境问题。
由于制冷空调热泵行业广泛采用的CFC与HCFC类制冷剂对臭氧层有破坏作用以及产生温室效应,使全世界这一行业面临严重挑战。
但是,迄今为止,国外的一些HFC类和碳氢类替代制冷剂均或多或少地存在一些问题,还不太理想,例如大多数HFC类制冷剂及其混合制冷剂的温室效应潜能值(GWP)还比较高,被列为“温室气体”,需控制其排放量;而碳氢类制冷剂则存在强可燃性引起的安全问题,特别对于大中型制冷空调热泵设备,需要行之有效的安全措拖和技术。
因此,这一行业均在探索如何从制冷剂的发展历史中,总结经验,寻求正确、科学地解决由于环保要求提出的制冷剂替代问题,力争少走弯路。
1.制冷剂的发展历程制冷的历史可追溯到古代,当时用以储冰和一些蒸发过程。
从历史上看,制冷剂的发展经历了四个阶段[1](图1)。
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。
第四阶段是今后制冷剂发展的主要方向,即以防止全球变暖为主要目标的制冷剂的研发。
图1 制冷剂发展的四个阶段1.1第一阶段(1830—1930)——早期的制冷剂(以能用即可为选择标准)1805年,Oliver Evans原创性地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。
他描述,这种系统,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。
迄今为止,虽然没有发现有关建成这种制冷机的任何报导,但他的思想对后来的Jacob Perkins和Richard Trevithick二人产生了很大影响。
1824年,Richard Trevithick首先提出了空气制冷循环设想,但也未建成此装置。
1834年,Jacob Perkins则第一次开发了蒸气压缩制冷循环,并获得了专利。
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。
随着Jacob Perkins所发明的蒸气压缩式制冷设备正式投入使用,从十九世纪三十年代开始陆续开发了一些实际的制冷剂。
在十九世纪三十年代,Perkins开发的第一台制冷机,使用的制冷剂是作为工业溶剂的橡胶馏化物。
他之所以选用这种流体,主要是由于当时能较易获得。
由此可见,从早期开始,“易获得性”始终成为制冷剂筛选的一条重要准则。
表l综述了早期的制冷剂[2]。
从十九世纪三十年代到二十世纪三十年代,这些制冷剂都是当时所熟悉的一些流体,筛选的目标是制冷和设备寿命。
当纯流体工质解决不了时,1885年Pictet提出了使用混合物的设想。
随着一次世界大战结束,制冷机产量的增加,筛选制冷剂的原则转向了安全和性能。
1924年,Willis.H.Carrier和R.W.Waterfill进行了开创性的系统研究,调查了一些适用于正排量压缩机和离心压缩机的候选制冷剂,详细分析了NH3、乙基乙醚、CO2、CCl4、SO2和H2O的情况。
他们的结论是:CO2的性能取决于循环方式和过冷度,而其性能比其他所调研的制冷剂都差。
水蒸气的效率低。
由于安全原因SO2被排除。
由于CCl4腐蚀金属,特别是含水时,因此也被放弃。
他们最终选择了二氯乙烷异构体(R-1130)作为第一台离心式压缩机的制冷工质。
几乎早期的制冷剂,多数是可燃的或有毒的,或两者兼而有之,而且有些还有很强的反应性。
当时,事故经常发生。
1.2第二阶段(1930—1990)——制冷剂CFCs和HCFCs (以安全与耐久性为选择标准)CFCs和HCFCs制冷剂的发现和开发,源于1928年有人给,Thomas Medgley爵士的一个电话。
当时他已开发了用四乙化铅改进正辛烷汽油的性能。
电话中说,“制冷工业需要一种新制冷剂,而且希望这种制冷剂很易获得。
”于是他与其助手Alben.L.Henne和Roben .R.McNary从当时的物性表中搜寻具有合适沸点的化合物,条件是有好的稳定性,无毒和不燃。
当时出版的四氟化碳沸点,引导他们的注意力集中到了有机氟化物。
尽管当时发表的CF4沸点值是不正确的(比后来证实的沸点高了许多),但却使氟化物引起了他们的注意。
氟本身有毒,但他们认识到含氟的化合物可以是无毒的。
当他们意识到当时出版的四氟化碳沸点数据有误后,他们就转向了元素周期表,并且很快地从元素周期表中删除了不理想的挥发物元素,然后又删除了会导致不稳定、有毒化合物的那些元素以及低沸点的惰性气体元素。
最后只剩下8种元素,即C,N,O,S,H,F,Cl,和Br。
他们将元素周期表的“行”与“列”组合后,发现元素F位于这8个元素的“行”与“列”的交点(参见图2[3])。
他们进而作了三种有趣的观察并发现:第一,这几种元素从左到右,可燃性下降;第二,从底下的重元素到顶部的轻元素,毒性下降;第三,当时众所周知的制冷剂无非是除了F元素以外的7种元素的组合,唯独没有含F元素的。
于是,他们确定了元素F这个目标。
1930年,Medgley发表的第一份关于氟化制冷剂的文献中,说明了如何根据所要求的沸点,将碳氢化合物氟化或氯化,并说明了化合物成分将如何影响可燃性和毒性。
CFC-12(R-12)的商业化开始于1931年。
随后,1932年CFC-11(R-11)也被商业化。
于是,出于安全性的考虑,一些CFCs和HCFCs陆续得到了开发,逐渐替代了已使用100年之久的那些早期制冷剂(除NH3外),而成为二十世纪制冷剂的主要潮流,在制冷空调和热泵系统中得到了广泛应用。
后来的研究人员,用更新的方法和数据重复了Medgley的工作,都得到了相似的结果。
图2元素周期表Midgley选择的8种元素1.3第三阶段(1990s—2010)——HFCs和天然制冷剂(以臭氧层保护为选择标准)M.J.Molina和F.S.Rowland[4]在1974年的论文中指出,CFC类物质会产生改变自然界臭氧生长和消亡平衡的氯,从而造成对臭氧层的破坏。
由此引发了人们对由于人造化合物中氯和溴元素而引起的臭氧层变薄的关注。
《蒙特利尔议定书》及其修正案对发达国家和发展中国家分别要求和规定了CFCs和HCFCs制冷剂的淘汰进程。
CFCs和HCFCs制冷剂的替代成为近十多年来国际性的热门话题。
国际上,为了应对环保要求的挑战,在寻找、开发替代制冷剂的过程中,逐渐形成了下列两种基本思路和两种替代路线,即:1) 仍以图l元素周期表中的“F”元素为中心,在剔除了Cl和Br元素后,开发了以F,H,C元素组成的化合物,即HFCs制冷剂,如HFC—134a、HFC一32、HFC一152a、HFC 一143a和HFC—125等及其混合物R407C和R410A等。
但除、HFC一152a和HFC一32外,其他HFCs制冷剂的GWP值都在1000以上,而被《京都协议书》(1997)列为“温室气体”,需控制它们的排放量。
2) 以图1元素周期表中的C、H、N、O等元素组成的天然工质为对象,重新回到了早期制冷剂中的碳氢化合物HCs、CO2、和NH3等制冷剂。
但其中HCs制冷剂具有强可燃性,CO2的的压力很高.制冷效率较低,在实际应用中还受到一定的限制。
表2列出了二十世纪九十年代以来的绿色环保制冷剂。
1.4第四阶段(2010—)新型环保制冷剂(以全球变暖效应为选择标准)主要以GWP (Global Warming Potential) 和ODP (ozone depletion potential)为主要指标来衡量新型制冷剂的性能指标。
支配新一代制冷剂选择的标准将把低的GWP要求——起始为150或更小[5](按100年累计计算)--添加到原有的关于适用性、安全性、与材料相容性的要求中。
鉴于对可能引起新的环境问题的关注和对氟化学品满足新的GWP限值的潜在能力,短的(但又不能太短)大气寿命也应作为一个选择标准。
最重要的是新一代制冷剂必须提供高的效率,或者说为了解决低GWP所做的变动应当降低而不是反过来使净GHG排放量增加。
依照联合国气候变化框架公约(UNFCCC),《京都议定书》基于二氧化碳,甲烷,氧化亚氮,HFC,PFC,SF6的计算当一些商业制冷系统中使用HFC。
如果加州确实要管制量值,对温室气体(GHG)制定了捆绑式指标。