未来制冷剂将再度回归到自然物质
发布者:admin 发布时间:2012-07-03 00:00:00 | 行业新闻
制冷剂的发展历程划分为两个阶段，第一个阶段是从自然物质到人工合成的物质；那么制冷剂发展的第二个阶段将再回归到自然物质。
早期的制冷剂是自然界中容易获得或制取的物质，如乙醚、氨、CO₂等。但是这些早期的制冷剂最后都因为制冷设备庞大效率较低，所以在后来出现热力性能较好的氟利昂制冷剂后，最后在20世纪50年代退出常规制冷系统。
据了解，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，很快成为制冷剂的主角，被大量生产和使用，如家用冰箱、汽车空调、小型冷库都用R12，至20世纪七十年代，包括制冷剂，发泡剂在内的各种卤代烃的年产量达到数百万吨，并有继续增加的趋势。
据介绍，氟利昂是一种化学性质非常稳定的人工合成物质，当它们挥发到大气中以后很长时间不会被自然界分解，而一直扩散到平流层，在大气层11km至45km处的同温层与臭氧层相遇，由于在平流层受到强烈太阳紫外线照射，含氯的氟利昂分子(称为氯氟碳化合物，英文缩写为CFC)便分解游离氯原子，而氯原子可以催化分解臭氧分子，在反应中氯原子被不断的放出，所以分解反应不断进行，氯原子使臭氧层受到破坏、减薄直至消失。由于氟得昂被大量使用，导致近年来南极上空的臭氧空洞不断扩大；而且据报道在我国青藏高原上空也出现了臭氧空洞，因此对氟利昂制冷剂的替代势在必行。
HFC替代物虽然解决了臭氧层的消耗问题，但其较高的GWP值仍然是困扰人们的一个不可忽视的问题。如果从环境的可接受性考虑，天然制冷剂无疑是解决问题最彻底而又最完满的途径。
以挪威的劳伦曾(G.Lorentzen)教授为代表的提倡天然制冷剂的流派投向了“取之于自然，还之与自然”的天然制冷剂。国际制冷学会(IIR)从1994年起举办两年一度的专题讨论天然工质的国际会议，交流探讨在此领域中的新发现和成果。目前在天然制冷剂中以氨、丙烷与其他烃的混合物及CO₂制冷技术最有可能成为R22的长期替代物。
一、R717：是具有120多年使用经验的一种廉价天然制冷剂，其热力性能优良，其容积制冷量和能效比均可优于R22；然而R717的排气温度很高，它与某些材料与原有润滑油的不相溶性令人顾虑。但是新的润滑油及其他新技术的出现，为氨的扩大应用提供了可能性，目前已有使用氨的整装式冷水机组面市，制冷技术人员还在继续不断地努力。
二、R290：也是一种在化工生产中已长期使用的非常廉价的天然制冷剂。丙烷的热力性质与R22非常接近，因而有可能成为R22的直接冲灌式制冷剂。与R22相比，丙烷的能效比较高，排气温度低，容积制冷量也较小。其弱点是具有可燃性。近年来使用丙烷的呼声在增长，也已制定出有关的安全使用规程。
三、CO₂：由于CO₂的高密度和低粘度，CO₂的流动损失小，传热效果好。通过强化传热可以弥补它循环不高的缺点，增加回热器或者采用两级压缩即可达到与常规制冷剂相似的效率，而不设膨胀机，这也是各公司开发CO₂小型制冷或者汽车空调的研究方向。
CO₂制冷技术已经跨进实际应用的门槛。日本几大公司开发的CO₂热泵热水器已上市多年，年产已达十万台。日本冷冻空调空调协会标准JRA-4050-2004家电热泵热水机(二氧化碳冷媒)对这类产品的性能、安装等有严格的规定。实际上热水器稍加改装，即可变为有热回收的家用空调，所以将CO₂用于家用空调也只有一步之遥。在汽车空调方面，可以说国际上各大汽车公司都进行了CO₂汽车空调的研制，并能过专门协调机构联合攻关，国际汽车工程学会不断发布有关报告。欧盟正在讲座相关CO₂汽车空调的标准，准备在2008-2010年将欧洲的汽车空调全部改为CO₂系统。R134a汽车空调只是过渡性的，一旦时机成熟，向CO₂系统转变已是定局。而这个“时机”不仅是技术性的，而且是政策性、商业性的。