冷媒

冷媒冷媒(Refrigerant/refrigerating medium)在空调系统中，透过蒸发与凝结，使热转移的一种物质，俗称氟利昂(Freon)。

冷媒：以下是是把载冷剂和制冷剂统称冷媒。

冷冻空调系统中，用以传递热能，产生冷冻效果之工作流体。

依工作方式分类可分为一次(Primary)冷媒与二次(Secondary)冷媒。

依物质属性分类可分为自然(Natural)冷媒与合成(Synthetic)冷媒。

理想冷媒：无毒、不爆炸、对金属及非金属无腐蚀作用、不燃烧、泄漏时易于察觉、化学性安定、对润滑油无破坏性、具有较的蒸发潜热、对环境无害。

理想的冷媒物理特性1.蒸发压力要高蒸发温度会随应用温度而变化，例如冰水机之蒸发温度约为0-5℃，冷冻库主机之蒸发温度约为-20至-30℃，家用空调机之蒸发温度约为5-10℃。

蒸发温度愈低，蒸发压力亦愈低，若冷媒之蒸发压力低於大气压力时，则空气易侵入系统，系统处理上较为困难，因此希望冷媒在低温蒸发时，其蒸发压力可高於大气压力。

2.蒸发潜热要大冷媒之蒸发潜热大，表示使用较少的冷媒便可以吸收大量的热量。

3.临界温度要高临界温度高，表示冷媒凝结温度高，则可以用常温的空气或水来冷却冷媒而达到凝结液化的作用。

4.冷凝压力要低冷凝压力低，表示用较低压力即可将冷媒液化，压缩机之压缩比小，可节省压缩机之马力。

5.凝固温度要低冷媒之凝固点要低，否则冷媒在蒸发器内冻结而无法循环。

6.气态冷媒之比容积要小气态冷媒之比容积愈小愈好，则压缩机之容积可缩小使成本降低，且吸气管及排气管可以用较小的冷媒配管。

7.液态冷媒之密度要高液态冷媒之密度愈高，则液管可用较小的配管。

8.可溶於冷冻油，则系统不必装油分离器理想的冷媒化学特性1.化学性质稳定蒸发温度会随应用温度而变化，例如冰水机之蒸发温度约为0-5℃，在冷冻循环系统中，冷媒只有物理变化，而无化学变化，不起分解作用。

2.无腐蚀性对钢及金属无腐蚀性，氨对铜具有腐蚀性，因此氨冷冻系统不得使用铜管配管；绝缘性要好，否则会破坏压缩机马达之绝缘，因此氨不得使用於密闭式压缩机，以免与铜线圈直接接触。

3.无环境污染性对自然环境无害，不破坏臭氧层，温室效应低。

4.无毒性5.不具爆炸性与燃烧性冷媒的发展史：1、第一阶段：早期的冷媒1805年埃文斯（O.Evans)原创作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，冷凝后再次使用。

1834年帕金斯第一次开发了蒸汽压缩制冷循环，并且获得了专利。

在他所设计的蒸汽压缩制冷设备中下表列出第二阶段冷媒开发时间下表列出早期用过的冷媒：年份雪种化学式19世纪30年代橡胶馏化物二乙醚（乙基醚）CH3-CH2-O-CH2-CH319世纪40年代甲基乙醚(R-E170) CH3-O-CH3 1850 水/硫酸H2O/H2SO41856 酒精CH3-CH2-OH1859 氨/水NH3/H2O1866 粗汽油二氧化碳（R744) CO219世纪60年代氨（R717）NH3甲基胺（R630）CH3(NH2)乙基胺（R631) CH3-CH2(NH2 1870 甲基酸盐(R611）HCOOCH31875 二氧化硫R764) SO21878 甲基氯化物，氯甲烷（R40) CH3CI19世纪70年代氯乙烷（R160) CH3-CH2CI 1891 硫酸与碳氢化合物H2SO4,C4H10,C5H12,(CH3）2CH-CH3 20世纪溴乙烷（R160B1) CH3-CH2Br1912 四氯化碳CCI4水蒸气(R718) H2O20世纪20年代异丁烷（R600a) （CH3)2CH-CH3丙烷（R290) CH3-CH2-CH3 1922 二氯乙烷异构体（R1130）CHCI=CHCI1923 汽油HCs1925 三氯乙烷（R1120) CHCI=CCI21926 二氯甲烷（R30) CH2CI2早期的冷媒，几乎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腐蚀和不稳定性，或有些压力过高，经常发生事故。

2、第二阶段：氯氟烃与含氢氯氟烃制冷剂1930年梅杰雷和他的助手在亚特兰大的美国化学会年会上终于选出氯氟烃12（CFC12,R12,CF2CL2)，并19321年商业化，1932年氯氟烃11（CFC11,R11,CFCL3)也被商业化，随后一系列CFCs和HCFCs陆续得到了开发，最终在美国杜邦公司得到了大量生产成为20世纪主要的冷媒。

下表列出第二阶段冷媒开发时间年份雪种1931 R121932 R111933 R1141934 R1131936 R221945 R131955 R141961 R5023、臭氧层消耗：1985年2月英国南极考察队队长发曼（J.Farman)首次报道，从1977年起就发现南极洲上空的臭氧总量在每年9月下旬开始迅速减少一半左右，形成“臭氧洞”持续到11月逐渐恢复，引起世界性的震惊。

消耗臭氧的化合物，除了用于雪种，还被用于气溶胶推进剂、发泡剂、电子器件生产过程中的清洗剂。

长寿命的含溴化合物，如哈龙（Haion)灭火剂，也对臭氧的消耗起很大作用。

氯原子和一氧化氮（NO）都能与臭氧反应，正在世界大量生产和使用CFCs 由于其化学稳定性好（如CFC12的大气寿命为102年）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CI自由基，参与了对臭氧的消耗。

归纳起来，要使臭氧发生消耗，这种物质必须具备两个特征：含氯、溴或另一种相似的原子参与臭氧变氧的化学反应；在低层大气中必须十分稳定（也就是具有足够长的大气寿命），使其能够达到臭氧层。

例如氢氯氟烃雪种HCF22和HCFC123,都有一个氯原子，能消耗臭氧，其大气寿命分别为12.1和14年，且氢原子相对活泼，能在低层大气中发生分解，到达臭氧层的数量就不多。

因此HCFC22和HCFC123破坏臭氧的能力比CFCs小得多。

4、我国的《国家案》中冷媒的淘汰时间表：1）自1999年7月1日，CFCs的年生产和消费量分别冻结在1995-1997年3年的平均水平；2）自2005年1月1日，消减冻结水平的50%；3）自2007年1月1日，消减冻结水平的85%；4）自2010年1月1日，完全停止CFCs。

《国家方案》中对各制冷空调行业规定了具体的淘汰目标：1)工商制冷：2003年停止CFC11/12新灌装，2010年停止CFC11/12维修补充的再灌装。

2）家电：1999年40%新生产的冰箱冷柜的替代，2003年70%新生产的冰箱冷柜的替代，2005年100%新生产的冰箱冷柜的替代。

空调，2009年后在汽车空调上只允3）汽车空调：2002年停止新生产CFC12许使用回收的CFCs。

到目前为止，我国仅签署了《议定书》伦敦修正案，所以尚没对HCFCs的淘汰作出承诺。

名词解释：1.ODP(消耗臭氧潜能值)Ozone Depression PotentialODP值越小，制冷剂的环境特性越好。

根据目前的水平，认为ODP值小于或等于0.05的制冷剂是可以接受的。

2.GWP(全球变暖潜能值)Global Warming PotentialGWP是一种物质产生温室效应的一个指数。

GWP是在100年的时间框架内，各种温室气体的温室效应对应于相同效应的二氧化碳的质量。

二氧化碳被作为参照气体，是因为其对全球变暖的影响最大。

尽管衡量温室气体作用强弱的评分方法有许多，但GWP值无疑是最具参考价值的，特别是作为政策措施的依据。

GWP从分子角度评价温室气体，包括分子吸收与保持热量的能力，以及能在自然环境中存在多久而不被破坏或分解（atmospheric lifetime，大气存留时间）。

如此这般，就能评价每种温室气体对温室效应的影响比重。

GWP同样能够评价温室气体在未来一定时间的破坏能力，通常以20年，100年，500年来衡量。

通常，由于自然的分解破坏机制，已有温室气体在大气中的浓度是逐年降低的，并且温室效应能力也一并减弱。

然而某些CFC家族气体，大气存留时间相当长，并且有可能20年GWP值高于100年GWP。

按照惯例，以二氧化碳的GWP值为一，其余气体与二氧化碳的比值作为该气体GWP值。

其余温室气体的GWP值一般远大于二氧化碳，但由于它们在空气中含量少，我们仍然认为二氧化碳是温室效应的罪魁祸首，温室效应60%由其引发。

附：部分温室气体GWP值20年 100年 500年二氧化碳 1 1 1甲烷 62 27 7一氧化氮 275 296 156CFC-12 7900 8500 4200HCFC-22 4300 1700 520氧化亚氮 275 310 256氢氟碳化物 9400 11700 10000全氟化物 3900 5700 8900六氟化硫 15100 22200 32400。