冷库制冷行业——制冷剂

Molina M.J.和Rowland F.S.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。[3] 其中，氯元素与臭氧的反应示意图2所示。[4]真正会破坏臭氧层动态平衡的是那些含有氯的气体逸散至同温层中所致，[5]这才是问题的关键。由此引发了人们对由于人造化合物中含有氯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CFC和HCFC制冷剂的淘汰进程。表2列出了一些替代方案。[6] CFC和HCFC制冷剂的替代成为近年来国际性的热门话题。

  图2 氯元素与臭氧的反应过程

  表2几种常用制冷剂的替代方案

制冷用途	原制冷剂	制冷剂替代物
家用和楼宇空调系统	ＨＣＦＣ -22	ＨＦＣ混合制冷剂
大型离心式冷水机组	ＣＦＣ -11   ＣＦＣ -12, Ｒ 500   ＨＣＦＣ -22	ＨＣＦＣ -123   ＨＦＣ— 134 ａ   ＨＦＣ混合制冷剂
低温冷冻冷藏机组和冷库	ＣＦＣ -12   Ｒ 502, ＨＣＦＣ -22	ＨＦＣ— 134 ａ   ＨＣＦＣ -22, ＨＦＣ或ＨＣＦＣ混合制冷剂
冰箱冷柜、汽车空调	ＣＦＣ -12	ＨＦＣ— 134 ａ   ＨＣ及其混合物制冷剂   ＨＣＦＣ混合制冷剂

  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)仍以元素周期表中的“F”元素为中心,在剔除了CI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-32、HFC-152a、HFC-143a、HFC-125等及其混合物R407C和R410A等。但除HFC-152a、HFC-32外,其他HFC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。[7-10]但其中HCs制冷剂具有强可燃性,CO2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。

  3. 二十一世纪制冷剂的发展趋势与展望

  制冷剂的发展史表明，当前，由于制冷行业目前广泛采用的CFC与HCFC类物质对臭氧层有破坏作用以及产生温室效应，从而使全球的制冷行业面临着严峻挑战，对CFC与HCFC的替代已成定局。联合国环境保护署于1987年在加拿大的蒙特利尔通过了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，规定了停止使用CFC类物质的时间表。因此，寻找环保型制冷剂，就成为当前制冷行业迫切而又热门的话题之一。

  目前，各国正在大力开发研究绿色环保制冷剂,以适应环保,特别是保护臭氧层的需要。从目前情况分,替代工质有许多种,潜在的替代物有合成的和天然的两种。

  因此，开发、研究绿色环保型制冷剂是21世纪制冷空调行业的发展趋势和目标。