制冷剂的过去现状和未来(上)
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2023年一氟二氯乙烷行业市场发展现状一氟二氯乙烷,又称为HCFC-141b,是一种制冷剂和吹气剂。
它是由氢氟酸、氢氯酸和氯乙烯等原料生产而成,具有低毒、低温度致脆、易挥发等特性。
在过去的几十年中,一氟二氯乙烷被广泛应用于家用和商用空调、冰箱、汽车空调和制造隔热材料等领域。
然而,由于其高温室效应,一氟二氯乙烷逐渐被禁止并逐步淘汰。
本文将探讨一氟二氯乙烷市场的现状和趋势。
一、市场现状1.国际市场随着全球环保意识的提高,越来越多的国家和地区开始逐步淘汰一氟二氯乙烷。
目前,除了一些特殊领域外,多数国家禁止使用一氟二氯乙烷制冷剂。
例如,欧洲联盟在2001年全面禁用一氟二氯乙烷,并逐步淘汰HFCs和HCFCs。
2.国内市场在中国,由于一氟二氯乙烷的高温室效应和对臭氧层的损害,政府已经逐步受理一氟二氯乙烷的逐步淘汰计划。
2013年,中国禁止使用一氟二氯乙烷作为制冷剂,2016年开始禁止生产和销售一氟二氯乙烷。
二、市场趋势1.逐渐淘汰全球多数国家和地区都在逐步淘汰一氟二氯乙烷。
在中国,政府也制定了逐步淘汰计划。
因此,一氟二氯乙烷的市场需求将会逐渐减少,未来这种制冷剂和吹气剂的市场前景不明朗。
2.从制冷剂向替代品转型由于一氟二氯乙烷被禁止,替代品已成为制冷剂和吹气剂市场的主流。
新一代中性制冷剂,如HFCs和HFOs,正在逐步取代旧的制冷剂和吹气剂。
此外,天然制冷剂和替代品也成为了市场新趋势。
3.市场前景不确定由于一氟二氯乙烷被逐步淘汰,其市场前景不断受到质疑。
对于一些存量设备,需要更新制冷剂和吹气剂,这也将推动替代品市场的发展。
未来市场需求将取决于消费者对可持续发展的认知和环保政策的制定。
三、结论随着全球环保意识的提高,一氟二氯乙烷市场的前景逐渐模糊。
政府逐步淘汰的政策和替代品的不断出现,加快了市场的变革。
因此,一氟二氯乙烷的生产商和使用者应该加强环保意识,积极推动可持续发展和环境保护。
2022年我国制冷剂价格走势分析:涨势不断最近两年各行业原材料价格不断上涨,制冷剂价格不断上涨,2022年底至今累计涨幅逾20%。
下面关注一下我整理的2022年我国制冷剂价格走势分析详情。
缺货、涨价是2022年以来制冷行业的热门关键词,制冷剂一天一个价的节奏。
制冷剂价格不断攀升2月7日,江苏、山东、浙江等地制冷剂R22价格再度上调,每吨上调约1000元,吨价在10500元到11500元不等。
同时,R32价格也有所提升,各地不同型号每吨上调800元至1300元,吨价在12800元到13800元不等。
受原料氢氟酸价格上涨,及需求增加推动,年初以来,制冷剂价格持续上调。
上下游原料推动制冷剂价格空调产销回暖+环保趋严助制冷剂回暖,近一周制冷剂R22和R134a价格累计涨幅分别达5%和7%。
目前R22市场主流成交价涨至每吨11000元以上,创出本轮反弹新高,去年底至今累计涨幅逾20%,R125、R134a市场主流成交价上涨至每吨24000元以上,涨幅也较为明显。
近期制冷剂上游原料萤石粉、氢氟酸市场大幅调涨对制冷剂成本起到支撑作用。
生意社价格监测显示,制冷剂上游产品氢氟酸连续涨势,上周初主流生产厂家均价为每吨7911.11元,周末涨至每吨8144.44元,涨幅达2.95%,相比同期上涨36.53%。
下游方面,去年底以来,空调市场补库存带来的内销、外贸持续旺盛,机构估计此轮补库存行情或将维持到今年上半年,空调行业销售升温使得制冷剂需求快速回暖。
另外,近期下游聚四氟乙烯等氟树脂产品大幅提价将对制冷剂价格起到助推作用,上周初主流生产厂家市场平均价格为每吨47050元,周末涨至每吨48050元,涨幅达2.13%,较同期上涨7.57%。
汽车和家电作为制冷剂两大重点下游应用领域,去年以来增长势头较为明显。
数据显示,在车辆购置税优待政策的推动下,去年我国汽车产销分别完成2811.9万辆和2802.8万辆,比上年同期分别增长14.5%和13.7%。
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald572007年9月左右在加拿大召开的《蒙特利尔议定书》第19次的缔约方会议,通过了加速淘汰HCFC s 氟化物的调整方案。
其中规定发达国家到2010年HC FC s 的使用量缩减75%,2015年缩减90%,2020—2030年仅保留0.5%用于维修所用;而发展中国家,HCFCs的使用量以2009年及2010的年平均水平为基本标准,2015年缩减15%,2020年缩减35%,2025年缩减67.5%,2030—2040年仅保留2.5%用于日常维修使用。
其中R 22被限定在2020年前淘汰。
中国是世界上最大的R 22的生产国家,因此,其生产情况和替代品的选择变得尤为重要。
1 R22在我国行业制冷剂的发展目前,中国制冷行业制冷剂仍然是HCFC类制冷剂,其中R 22作为代替R12的主要工质,20世纪90年代以来在我国获得了迅速发展。
因R 22对臭氧层的破坏系数即:ODP值(臭氧破坏系数)只有5%,GW P值(温室效应潜能值)为1 700,故制冷空调产品的制冷剂选择中R 22地位较高。
国家企业在R 22制冷剂的4个方面:维修、运行、设计、制造,皆已有数十年的实践经历,但由于R 22的ODP值为5%,对臭氧层具有破坏作用,也被确认为被取代的制冷剂,这对已经成型的国内制冷企业的打击却是致命的,尤其是较为上游的制冷剂大型企业还有整机制造企业等相关的国内空调制冷行业链。
由上可知提前进入淘汰的HCFC 类制冷剂必然将会对我国国内的制冷剂产业链产生革命性的影响[1]。
2 当前我国R22制冷剂的生产现状我国氟化工原生材料非常丰富,而氟化工产业前行的主要动力有3个:(1)宽广的市场环境。
(2)较好的投资氛围。
(3)比较便宜的材料制作本金。
在相关统计中,中国一些氟化物产量皆为世界第一,如,HCFC -22、氟化氢、萤石、氟化铝等,中国氟化工市场还以每年增速15%的趋势成长着,已然和其他发达国家美国、日本还有欧盟一同构成了全球4大氟产品区[2]。
欧盟制冷剂标准摘要:1.欧盟制冷剂标准的背景和目的2.制冷剂在欧盟的使用和限制情况3.被禁止的制冷剂种类及其影响4.低GWP 制冷剂的发展和应用5.欧盟制冷剂标准的对中国的影响和启示正文:一、欧盟制冷剂标准的背景和目的随着全球气候变暖,制冷剂对臭氧层和温室气体的影响越来越受到重视。
制冷剂中的某些化学物质,如氢氟碳化物(HFCs)和氢氟氧化物(HFOs),被认为是温室气体,会导致地球温度升高。
因此,欧盟制定了制冷剂标准,旨在减少这些有害物质的使用,保护环境和人类健康。
二、制冷剂在欧盟的使用和限制情况欧盟是目前全球制冷剂管理最严格的地区之一。
根据欧洲化学品管理局的最新提案,欧盟将禁止大部分制冷剂的使用,包括一些低GWP(全球变暖潜能值)的HFC/HFO 替代制冷剂混合物。
在被称为欧洲有史以来最大规模的化学物质禁令之一中,包括R134a 和R125 在内的一些HFC,以及低GWP 替代品R1234yf、R1234ze(e) 和R1233zd(e) 将被纳入欧洲REACH 法规下的禁令。
三、被禁止的制冷剂种类及其影响在欧盟禁令范围内的制冷剂主要是高GWP 的HFCs 和HFOs。
这些制冷剂被广泛应用于制冷、空调和泡沫等行业,禁止使用后将对这些行业产生重大影响。
为应对禁令,相关行业需要寻找替代品,采用更环保的低GWP 制冷剂。
四、低GWP 制冷剂的发展和应用在制冷剂禁令的推动下,低GWP 制冷剂得到了快速发展。
其中,氢氟碳化物(HFCs)和氢氟氧化物(HFOs)是替代高GWP 制冷剂的主要方向。
HFCs 具有较高的制冷效率和较低的温室气体排放,但仍存在一定的环境风险。
而HFOs 的温室气体排放几乎为零,被认为是未来制冷剂的发展趋势。
五、欧盟制冷剂标准的对中国的影响和启示欧盟制冷剂标准的实施对中国制冷剂行业产生了一定影响。
中国作为全球最大的制冷剂生产和消费国,需要密切关注欧盟标准,加强技术创新,研发更环保的制冷剂。
R32的生产现状及预测3.1 国外R32生产现状及预测制冷剂发展到今天,共经历了三个阶段。
第一阶段是从十九世界三十年代到二十世界三年年代,以天然工质为主的阶段,主要的制冷剂为碳氢化合物、NH3、CO2和空气等。
但由于这些制冷剂或有毒,或易燃易爆,或制冷效率和制冷性能较差,因而逐渐被含氯含氟的有机合成制冷剂所取代。
第二阶段是从二十世界三十年代到九十年代,其特点是以氯氟烃(CFCs)和含氢氯氟烃(HCFCs)为主的制冷剂,即CFC-12、CFC-11、HCFC-22、R500和R502等。
它们的优点是安全性能好、无毒、不燃,而且制冷效果较好。
但是从1974年美国科学家首次指出这些制冷剂对臭氧层有严重破坏作用以后,引起了国际社会的广泛关注,并先后缔结了《维也纳公约》和《蒙特利尔议定书》及其修正案,明确规定了对它们的淘汰和禁用期限。
发达国家已按此要求于1996年1月1日起禁止生产、消费和使用CFC类制冷剂(含CFC-11,CFC-12,R500和R502等),中国已于1997年起冻结其生产消费量,并逐步削减,直至2010年1月1日完全禁用。
对于HCFC类制冷剂(含HCFC-22,HCFC-124,HCFC-142b,HCFC-22,所有欧洲国家从2015年起严禁使用所有的HCFC害物质;美国将于2010年起冻结HCFC-22和HCFC-142b的生产,2015年起冻结HCFC-123和HCFC-124的生产,2020年起禁用HCFC-22和HCFC-141b,2030年起禁用HCFC-123T和HCFC-124;发展中国家也将于2040年禁用。
第三阶段是从二十世界九十年代起,进入以HFCs制冷剂为主的时期,如HFC-134a、HFC-32、HFC-125、HFC-143a为主的HFC类制冷剂,以及混合制冷剂如R407C、R404A、R410A等。
另外R600a、R290、CO2、NH3等制冷剂也进入了市场导入期。
空调制冷技术研究现状及发展趋势论文空调制冷技术研究现状及发展趋势论文空调制冷技术研究现状及发展趋势论文对国内外有关空调制冷技术目前的研究现状进行探讨,进而分析空调制冷新技术在我国的应用与发展,并对其未来的发展趋势实施展望。
空调制冷技术研究现状及发展趋势论文【1】【摘要】当前社会经济的发展在促使人们的生活水平提高的同时,也相对的改变了人们的生活环境,并使空调制冷技术在现实生活中得到广泛的推广与应用。
如在服务行业中,有效运用空调制冷技术对温度进行有效调节以实现对各类食品的保鲜与冷冻,而在现代医学与生物科技等各个领域中,空调制冷技术也得到了广泛的应用,并发挥了巨大的作用。
【关键词】空调制冷技术;发展趋势;冰蓄冷技术引言众所周知,所有生物的生长过程都受着温度的限制,如低温就可抑制食品中霉、酵菌的繁殖,而高温也可起到杀菌的作用。
在如今的社会中,空调制冷技术几乎已经渗透到人们生活与生产实践中的各个领域,并在有效改善人们的生活环境发挥着重要的作用。
如在日常生活中,制冷技术就广泛的应用于食品的冷加工与冷处理;而在工业生产中,制冷技术的运用为使生产环境能够始终处于恒温恒湿的状态;同时,在现代的医学与各尖端科学领域中都占据着不可获取的地位,如对相关新型材料的研究与开发等。
可以这么说,现代技术的进步就是紧跟着空调制冷技术而逐渐发展起来的。
1.国内外有关制冷技术的研究现状1.1制冷剂的研究现状制冷剂的选用作为空调制冷技术中的一个核心环节,对其开发与应用现状的研究在很大程度上影响到我国空调制冷技术的前进。
对于制冷剂的发展,我国主要有从自然物质――人工合成与回归自然物质的两个阶段。
其中,第一阶段中,像乙醚与氨等天然的制冷剂虽可在自然界中直接提取,但因受科技水平与经济条件的因素的限制,氟利昂指制冷剂因热力性能较好逐渐将其取代,而这也是制冷剂发展初期阶段。
随后,由于氟利昂对臭氧层易造成较严重的破坏而被其它制冷剂所取代。
目前,在大量的天然制冷剂中,丙烷以及氨等是最有可能取代氟利昂而成为新型制冷剂的。
摘要:本文主要介绍了制冷技术、制冷剂的发展,同时对现代几种新型制冷技术进行简单描述。
关键词:制冷剂;制冷技术;节能1.引言目前,制冷技术对生产生活产生了巨大的影响。
食品的冷加工及冷贮藏,材料以及农作物种子的低温处理等方面都运用到了制冷技术。
2.制冷技术的发展制冷技术发展分为三个发展阶段。
第一阶段主要是采取NH3、HCS、CO2、空气等自然物质作为制冷剂。
氟里昂的使用,使制冷技术的发展进入了第二阶段,而且极大的促进了制冷和空调技术的发展。
但科学研究表明,用于冰箱和空调制冷的氟里昂对臭氧层的破坏作用极大,会使气候和生态环境发生改变,对人体健康造成重大损害。
因此,1990年通过大气臭氧层保护的重要文件《蒙特利尔议定书》伦敦修正案,对氟利昂类物质进行控制,因此,从1990年到现在为制冷技术的第三阶段。
3.制冷剂的发展制冷剂经历了从自然物质到人工合成物质再到自然物质两个阶段。
早期的制冷剂是乙醚、氨等自然界中容易获得或制取的物质。
随后氟利昂制冷剂出现,其良好的热力性能使其迅速得到推广使用。
1929年美国通用公司合成出R12,以后很快出现了R11、R22等称为氟利昂的系列卤代烃化合物,因其优良的热力学特性,无毒,不燃烧,极其稳定等性质,被大量生产和使用。
4.制冷技术的发展趋势目前,随着建设环境友好型社会的提倡,太阳能等可再生能源的应用也在不断提高。
研制和发展对臭氧层无损耗、无温室效应而且节能环保的制冷技术将是制冷领域研究的重要课题。
4.1太阳能制冷太阳能制冷主要有吸收式、吸附式、喷射式和光伏等制冷类型。
太阳能吸收式制冷是用太阳能集热器收集太阳能来驱动吸收式制冷系统,利用储存液态冷剂的相变潜热来储存能量,利用其在低压低温下气化而制冷,目前为止示范应用最多的太阳能空调方式。
多为溴化锂―水系统,也有的采用氨―水系统。
太阳能吸附式制冷主要是将收式制冷相结合的一种蒸发制冷,以太阳能为热源,采用的工质对通常为活性碳―甲醇、分子筛―水、硅胶―水及氯化钙一氨等,可利用太阳能集热器将吸附床加热后用于脱附制冷剂,通过加热脱附,冷凝,吸附,蒸发等几个环节实现制冷。
2022年制冷剂行业未来发展预测对制冷剂行业来说,2022年并不是一个轻松的年份。
虽然到2022年年底时,制冷剂的销售状况已经可以用“红火”来形容,但2022年初的惨淡销售局面仍令许多企业人士印象深刻。
“2022年年初,市场需求量很小,特殊是第一季度,R22制冷剂的价格甚至跌到了每吨7000~8000元,当时的日子很不好过。
”国内一家主流R22生产企业的销售人员说。
受2022年年底及2022年年初全球经济下滑的影响,中国的制冷剂企业在2022年年初时度过了一段“紧巴巴”的日子,到2022年年中,由于国内“家电下乡”等政策以及海外需求上升等因素的推动,制冷剂市场消失了需求回暖。
但是问题又来了:英力士等海外化工企业部分装置关闭,导致制冷剂的上游原材料三氯乙烯的供应开头吃紧(由于欧洲及美国逐步淘汰R22及R134a制冷设备,全球为制冷剂生产配套的氯碱生产装置关停,进而使制冷剂的主要原料三氯甲烷供应紧急),三氯乙烯的价格开头上涨,致使制冷剂企业生产利润大幅度缩水。
“2022年,是制冷剂市场需求上行及技术升级的一年。
”山东东岳集团绿色制冷剂研发部部长王鑫评价说。
R22:经受市场起伏就像一条倒置抛物线,R22制冷剂2022年市场需求的变化在其价格上体现得特别明显:年初,R22的市场价格每吨约8000元,被业内人士称为“连成本都不够的、前所未有的低价格”;这个低价格在经过几个月的苦苦维持后,在六七月间竟连续下滑至每吨7000元;此后,R22价格一路上行,至12月,R22的价格达到每吨1.1万元,2022年2月初,R22的价格已经回归到历史高价每吨1.4万元。
据了解,2022年,R22的市场需求起伏不定,首先,受国内天气状况影响,空调企业事先并没有放量选购;其次,R22的另一主要用途——制造聚四氟乙烯也由于受经济危机的影响而消失需求下降,所以,2022年上半年,R22的需求量很小,经销商不敢大规模库存R22。
多数R22生产厂家在苦苦支撑。
空调制冷技术研究现状和发展趋势摘要:空调制冷技术为人们生活提供了诸多便利,它能够创建出更加舒适的居住环境,在实际生活与生产各领域中都具有广泛运用,改善了人们生活。
本文对空调制冷技术研究现状和发展趋势进行探讨。
关键词:空调制冷技术;研究;应用;发展趋势一、空调制冷技术有关应用分析1.吸收式制冷技术具体技术原理体现在:第一,在蒸发过程中,制冷剂蒸发产生低压蒸气,溶液将这些低压蒸气吸收后,其浓度会逐渐增加,形成低压浓溶液,也会释放出大量的热量;第二,通过泵送加压过程,低压浓溶液会转变为高压浓溶液;第三,高压浓溶液经过发生过程,会出现高压蒸气,溶液浓度逐渐被稀释,这一发生过程会消耗高温热源热量;第四,发生中的高压制冷剂蒸气从冷凝器、节流装置等循环,最后汇入蒸发器中。
高温稀溶液最后也会进入到吸收器中,形成一个气液循环体系。
其中,热源温度是吸收式制冷技术顺利工作的前提,如果由于热源温度较低而导致单效循环无法驱动,则借助于两级循环模式;而热源温度过高,则利用多效循环模式。
一般来说,生活中常见的空调选择二元工质对为溴化锂-水循环模式,其冷热输出输入比在0.7~1.4之间,主要与循环种类、热源温度等有直接关系。
2.BP神经网络技术BP神经网络是一种高效信息处理技术,通过对语言、文字、图片等信息识别技术,能够对相关信息进行精准分类,工作人员的工作负担会明显减轻,信息分类整体效率更高也更加准确。
而且,BP神经网络借助于网络结构构建函数模型,在函数系统中实现对相关操作的精准控制。
将基于BP神经网络函数模型运用到工业化控制系统当中,能够对机械运行方式进行有效把控。
在暖通空调系统中利用BP神经网络,能够对空调制冷系统制冷剂吸气压力过程进行模拟。
空调制冷系统运行中,能耗具有非线性的特点,会导致能耗状况分析工作难度增加。
而利用BP神经网络模拟制冷系统运行状况,能够获得相关数据参数,为技术人员提供更加精准的数据。
同时,BP神经网络能够有助于制冷系统运行风险性分析,得到相应的网络模型,为优化系统提供依据。
空调制冷技术研究现状和发展趋势摘要:经济社会的发展离不开科学技术的进步,在新的发展时期,人们对于居住的舒适性和温度的适宜性有着更高的要求。
所以,近年来我国加大国内制冷技术的研究与创新,进一步加强综合管理,应用先进的冰蓄冷技术、空气源热泵技术以及太阳能空调制冷技术等满足我国当前空调制冷技术的发展要求,结合当前的实际需求不断推广空调制冷技术,使当前各个领域都能够有效的调节温度,实现人们居住舒适度、食品的保鲜度以及医学和生物科学的发展需求。
关键词:空调制冷;技术;发展趋势引言对空调制冷技术进行研究和创新,能够进一步加强人们生活和生产实践的综合管控,有效改善人们生活的环境,进一步对食品以及其他行业的温度调控起到了不可替代的作用。
空调制冷技术已经逐渐渗透到生产技术和科学研究领域,促进加工食品、冷藏、冷冻、建筑施工以及生物科学等行业发展,为我国社会进步起到了重要的作用。
所以,通过研究空调制冷技术能够实现我国国民经济的快速发展,也能够进一步实现新型材料以及新型技术的研究和开发。
1国内制冷技术的研究现状在制冷环节进行时,可以通过人工合成和自然物质进行制冷剂的应用,在第一阶段大多使用天然的制冷剂像乙醚和氨等,虽然这些制冷剂能够在自然界中直接提取,但是受科技水平以及自然环境的影响,在提取过程中难免会产生效率不高质量不好的问题。
氟利昂是一种热力性能较好的制冷物质,已经逐渐将传统的乙醚和氨取代,但是在制冷剂发展初期,大量的使用氟利昂会破坏地球的臭氧层,严重的影响到了人们的正常和生活。
所以,近年来氟利昂已经退出历史舞台,逐渐使用丙烷以及氨等,成为最新型的制冷剂。
同时,在制冷研究过程中,进一步推动了相关技术的发展。
热声制冷技术是近年来发展的一种新型制冷技术,与传统的制冷系统相比,热声制冷技术能够减少对环境造成的污染,进一步发挥其优势,只需要使用惰性气体或者其他混合物就能够加强整体温度的管控,也能够避免对环境和臭氧层造成影响。
制冷剂的过去现状和未来
朱明善
(清华大学,北京 100084)
摘要 回顾了制冷剂发展的三个历史阶段,综述了适应环保需要的国外制冷剂现状和使用中
的主要技术问题,探讨了制冷剂未来发展趋势以及所应面对的几个问题,最后提出了相应的
对策建议。
关键词 制冷剂 臭氧层 全球气候变化
Past, Present, and Future of Refrigerants
Abstract The three historical stages of refrigerants have been introduced in the
paper. The current status of foreign refrigerants for suiting to the environmental
requirements and the some main technical issues using them have also been discussed.
This paper also delves into the future tendency of refrigerants. At last, some
suggestions for strategics have also been proposed.
Keywords Refrigerants; Ozone Layer; Global Climate Change
一、前言 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,迄今为止的国外一些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)还比较搞,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施和技术。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。为此,本文回顾了制冷剂的发展历史,综述了目前国外的主要环保制冷剂现状及其使用中主要技术问题,探讨了未来发展趋
势,提出了作为发展中国家的我国所应采取
的对策建议。
二、第一阶段 — 早期的制冷剂
(1830-1930)
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。本节综述了早期制
冷剂的发展情况。
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。他描述了这种系统,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
思想或多或少地对后来的Jacob Perkins 和 Richard Trevithick二人产生了影响。 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[1]。 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(Caoutchoucine)。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1 综述了早期的制冷剂[2]。
表1 早期的制冷剂
年 制冷剂 化学式
1830s caoutchoucine
橡胶馏化物
二乙醚(乙基醚)
CH3-CH2-O-CH2-CH3
1840s 甲基乙醚(R-E170) CH3-O-CH3
1850 水/硫酸 H2O/H2SO4
1856 酒精 CH3-CH2-OH
1859 氨/水 NH3/H2O
1866
粗汽油
CO2 CO2
1860s 氨(R-717) NH3
甲基胺(R-630)
CH3(NH2)
乙基胺(R-631)
CH3-CH2(NH2)
1870 甲基酸盐(R-611) HCOOCH3
1875 二氧化硫(R-764) SO2
1878 甲基氯化物,氯甲烷(R-40) CH3Cl
1870s 氯乙烷(R-160) CH3-CH2Cl
1891 硫酸与炭氢化合物 H2SO4,C4H10,C5H12,(CH3)2CH-CH3
1900s 溴乙烷(R-160B1) CH3-CH2Br
1912 四氯化炭 CCl4
水蒸气(R718)
H2O
1920s 异丁烷(R-600a) (CH3)2CH-CH3
丙烷(R-290)
CH3-CH2-CH3
1922 二氯乙烷异构体(R-1130) CHCl= CHCl
1923 汽油 HCs
1925 三氯乙烷(R-1120) CHCl= CCl2
1926 二氯甲烷(R-30) CH2Cl2
从十九世纪三十年代到二十世纪三十
年代的一百年中,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[3]。
随着一次世界大战结束,制冷机的产量
增加。当时筛选制冷剂的注意力转向了安全
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,CCl4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,或两去兼而有之,而且有些还有很强的反应性。当时,事故经常发生。 三、第二阶段 — 制冷剂CFCs和HCFCs(1930-1990s) CFCs和HCFCs制冷剂的发现和开发,源于1928年有人给Thomas Midgley 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Albert L. Henne和Robert 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。当时出版的四氯化碳沸点,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氯化碳沸
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1)。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Midgley 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
Midgley的工作,都得到了相似的结果。