<nobr id="ij5lk"><strong id="ij5lk"><thead id="ij5lk"></thead></strong></nobr>
<bdo id="ij5lk"><strong id="ij5lk"><menu id="ij5lk"></menu></strong></bdo>
<menuitem id="ij5lk"><dfn id="ij5lk"></dfn></menuitem>

  • <tbody id="ij5lk"></tbody>
    <track id="ij5lk"></track>

    1. <menuitem id="ij5lk"></menuitem>
        當前位置: 制冷網 > 專題報道 > 正文

        【專題】解析制冷劑現狀及發展趨勢

        制冷劑發展趨勢


          1、制冷劑的發展歷程
          
          制冷技術的歷史實際是制冷劑發展過程的歷史。早期人們利用儲存天然冰、水的蒸發效應及其他一些方法來制冷,19世紀30年代,Perkins發明了蒸氣壓縮式制冷循環后,人類迎來了制冷技術的發展期,而制冷劑的發明、更新和替換始終貫穿整個過程。目前根據新時期的發展要求,制冷劑又將面臨新的挑戰。目前人們將制冷劑的發展分為4個階段,各階段的特征如下表所示,以下對各發展時期的情況做一簡述。

        【專題】解析制冷劑現狀及發展趨勢
          
          第1代制冷劑
          
          大約在1830-1930年的100年間,由于社會的發展,人們在采用人工制冷的過程中,對制冷劑進行了大膽的探索。從表2可以看出,這些制冷劑是一些溶劑和有揮發性的介質。它們有毒、可燃或者兼而有之,個別制冷劑還有很強的腐蝕性和不穩定性,或者壓力過高不安全,所以使用時經常發生事故。
          
          在該階段的前50年,各種制冷技術都處于探索中。后期蒸氣壓縮式制冷機、空氣循環式制冷機、吸收式制冷機以及水蒸發式制冷機等4種制冷方式幾乎統治了一個世紀的制冷工業。
          
          蒸氣壓縮式制冷機z*初便用乙醚、甲醚作為制冷劑,氨、二氧化碳、二氧化硫(我國1966年還使用SO2機器一雙球冷凍機)和氯甲烷在后期得到了應用,尤其是氨的應用,使該制冷技術得到了迅速的發展,在1900年前后,美國、英國和德國壓縮機幾乎都采用氨和C02。20世紀初期,離心式壓縮機z*先使用二氯乙烯制冷劑。
          
          空氣壓縮式制冷機早期由預壓縮空氣膨脹(開式循環)進行制冰。后期采用逆斯特林(R.stirling)閉式再生循環,它們在1900年前廣泛應用于船舶冷藏和制冰。
          
          吸收式制冷機使用氨一水溶液進行制冰,主要有間歇運轉的小型機和連續運轉的大型機。大型機主要應用于制冰和啤酒業。
          
          水蒸發式制冷機主要采用硫酸吸收水蒸氣制冰和真空下水蒸發制冰。但真正應用是從1908年采用蒸汽噴射制冷機開始,主要應用于化學工業和啤酒業,并配置在軍艦上以冷卻軍火艙。
        【專題】解析制冷劑現狀及發展趨勢

          第2代制冷劑
          
          1931-1990年為第2代制冷劑的發展時期,由于人們對人工制冷需求的急劇增長,迫切需要既安全又有耐久性的制冷劑。在2次石油危機發生后,高效成為制冷空調工業對制冷劑的新要求。這時就出現了以鹵代烴(CFCs,HCFCs)為主的制冷劑。從1931年開始,R12,R11和R22等具有優良熱力性能的制冷劑以全新的面貌統治了制冷工業約60年(見表3),它們既安全(A1組——無毒、無燃燒性)且高效,為HVACR工業帶來了黃金發展時段。
          
          R12廣泛應用于家用冰箱、冷凍柜、陳列柜等低溫領域,它替代了原來使用的SO2、甲酸以及氨一水吸收式等冰箱,使冰箱走進了千家萬戶。同時,R12是汽車空調使用的w*介質。另外,R22是家用空調、大型冷水/熱泵機組s*選的制冷劑。R11是大型離心式泠水機組z*青睞的介質。第1代制冷劑中的氨,由于其優良的熱力性能和低價格,在工業制冷、食品冷凍冷藏、飲料加工等領域仍然有著廣闊的市場,但是氨的毒性和刺鼻的氣味使其應用受到了限制。歐美等國家和地區在20世紀70年代前在船舶冷凍冷藏和城市冷庫等方面幾乎全部采用R22制冷劑,氨的份額不斷縮小。這一時期,溴化鋰水溶液吸收式冷水機組得到了大力發展,氨一水低溫吸收式在有余熱應用時才少量使用,臺數越來越少。
        【專題】解析制冷劑現狀及發展趨勢
          
          第3代制冷劑(1990-2010年)
          
          大約從20世紀70年代后期開始,人們注意到CFCs物質(包括制冷劑)在大量消耗平流層中的臭氧,并且使南極上空出現臭氧空洞。因此,《蒙特利爾議定書》和《維也納公約》提出了限制和替代CFCs物質的期限,短時間內HCFC可以作為過渡物質。從表3可以看出,第2代制冷劑基本屬于CFCs物質,都有較高的ODP值。因此,第3代制冷劑以保護臭氧層為選擇標準(見表4)。然而,鹵代烴制冷劑的長期大量使用,人們仍然關注該類物質中的氟化物(即HFCs)。
          
          從圖1可以看出,無毒、不燃且ODP為零的制冷劑所剩無幾(甲烷系R23,乙烷系R134a),而且它們難以達到原來CFCs或HCFCs的熱力性能。這時,人們采用混合的方法博采所長,故而出現了許多混合制冷劑,如表4所示(混合制冷劑有數10種,表中僅列出幾種常用典型介質)。
          
          人們對第1代制冷劑中的“天然制冷劑”重新進行了研究和評估,尤其是氨、二氧化碳、碳氫化合物和水以及空氣等受到特別關注。

        【專題】解析制冷劑現狀及發展趨勢

        【專題】解析制冷劑現狀及發展趨勢
        【專題】解析制冷劑現狀及發展趨勢

                                                                             圖1 鹵代烴制冷劑
          
          第4代制冷劑(2010一)
          
          第3代制冷劑成功地減少了臭氧層消耗,但是,形成鮮明對比的是q*氣候變暖的趨勢更加嚴重:“q*平均空氣與海洋溫度上升,冰雪大范圍融化,q*平均海平面上升等現象已很明顯”。依照聯合國氣候變化框架公約( UNFCCC)的《京都議定書》的規定:二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、HFCs,PFC和SF6等6類氣體均屬于溫室氣體,對發達國家提出了減少溫室氣體排放的要求。第3代制冷劑HFCs都有很高的q*溫室效應潛能值(見表4和圖2),某些國家中已對或者即將對這些制冷劑使用進行征稅。這就使得發展第4代制冷劑迫在眉睫。
          
          表5為第4代制冷劑候選物質的情況,它們的熱力性能和安全性相對CFCs和HCFCs都“差強人意”,可以看出,目前在選用第4代制冷劑方面遇到了前所未有的挑戰。

        【專題】解析制冷劑現狀及發展趨勢
          
          2.制冷劑的替代
          
          自1987年《蒙特利爾議定書》簽訂以來,各國紛紛展開了對CFCs和HCFCs物質的替代物的研究,在1997年簽訂《京都議定書》以前,CFCs和HCFCs類的制冷劑替代研究主要以保護臭氧為目的,主要研制HCFs類制冷劑。但《京都議定書》簽訂以后,人們轉而同時注重臭氧保護和減小溫室效應,要求制冷劑不但要OPD值較小,GWP值也要較小。
          
          根據《蒙特利爾議定書》CFCs在發達國家已經被禁用,HCFCs因為對臭氧仍具有破壞作用也即將被淘汰。由于GWP較高,《京都議定書》將替代CFCs和HCFCs的HFCs物質列入限控物質清單中,要求發達國家控制HFCs的排放。所有這些都對制冷劑的替代研究提出了更高的要求。因此理想的替代制冷劑除應有較低的ODP值和GWP值外,還應具有良好的安全性、經濟性、優良的熱物性等優點,爭取做到既環保又節能。
          
          新型的替代制冷劑主要包括人工合成型和天然型兩大類,有單一工質和混合工質兩個方面,混合工質又可分為共沸混和物、近共沸混和物和非共沸混和物三種。
          
          3.制冷劑的替代中的可持續發展觀
          
          3.1可持續發展的概念
          
          可持續發展的概念源于環境保護??沙掷m發展的思想是從70年代以后逐漸形成的。1980年,聯合國向全世界呼吁:“必須研究自然的、社會的、生態的、經濟的發展及自然資源利用過程中的基本關系,確保q*持續發展。” 1987年,聯合國世界環境與發展委員會在《我們共同的未來》報告中指出,可持續發展是指“既滿足當代人的需要,又不損害后代人滿足需要的能力的發展”。這一定義在1992年聯合國環境與發展大會上得到了各國的共識。
          
          可持續發展是指生態、經濟和社會三者的協調發展。其中生態可持續發展以保護自然為基礎,與資源和環境的承載能力相適應。在發展的同時,必須保護環境,包括控制環境污染和改善環境質量,保護生物多樣性和地球生態的完整性,保證以持續的方式使用可再生資源,使人類的發展保持在地球承載能力之內。
          
          3.2制冷劑的替代中的可持續發展觀
          
          當前環境變暖引起的氣候變化,臭氧層空洞等已成為q*性的環境問題,如果任其發展下去將對人類的生存和發展構成嚴峻的挑戰。因此在制冷劑的替代研究過程中應該加強對生態環境的保護意識,不能只看到眼前的利益,而同時要注重生態環境與人類的協調的,可持續的發展??沙掷m發展的核心是經濟發展與保護資源、保護生態環境的協調一致,是為了讓子孫后代能夠享有充分的資源和良好的自然環境。
          
          通過近年來制冷劑替代工作的進展,我們可以看到人們不再只注重制冷劑的熱物性,而更加注重其環保性。在《蒙特利爾議定書》簽訂以前制冷劑的研究一般以良好的熱力學性質和物理、化學性質等為主,如CFC系列的R11,R12等都具有良好的熱力性能和化學穩定性,且無毒,不燃,不爆等,但對臭氧層有很大的破壞作用,且能夠引起溫室效應。在《蒙特利爾議定書》簽訂以后,在制冷劑的研究替代中s*先考慮到的是減小制冷劑對臭氧的破壞作用,比如HCFC系列的R22雖然仍對臭氧有破壞作用但比R11和R12小的多。而HFC制冷劑如R134a已對臭氧沒有任何破壞作用。1997年簽訂的《京都議定書》對于制冷劑的替代提出了很高的要求,也更加順應了環境的可持續發展的要求,其不但要求替代制冷劑要有較低的ODP,而且具有較低的GWP,這樣HFCs也面臨淘汰的危險。從上面這些內容可以看出,在制冷劑的替代中是環境的可持續發展這只無形的大手在起著作用,它不但推動這制冷劑的替代研究工作的發展,而且也為制冷劑的發展指明了發展方向。
          
          3.3制冷劑的發展趨勢
          
          總得來說制冷劑的發展趨勢應該滿足生態環境可持續發展的要求,并且推動其進一步發展。根據可持續發展中經濟發展與保護資源、保護生態環境的協調一致的核心要求,制冷劑的發展方向有兩個:
          
          一個是環保,使用綠色環保的制冷劑已經是大勢所趨,綠色環保制冷劑可以是合成的,也可以是天然的,雖然合成的環保制冷劑也對臭氧不會造成破壞,但從地球生態的可持續發展來看天然制冷劑是z*理想的選擇,因為天然制冷劑本來就是地球生態系統中存在的,無論是使用還是排放到環境中,取之于自然回之于自然,對環境的影響比合成制冷劑都小的多,相信隨著技術的不斷進步,天然制冷劑必將大有發展。
          
          一直以來制冷劑的替代研究工作也是沿著環保的方向發展的,并且已經對環境的可持續發展起到了很大的促進作用,2003年9月為紀念“國際臭氧層日”,聯合國環境規劃署和國際氣象組織在巴黎發表了由37個國家250名專家聯合作出的關于大氣臭氧層狀況的評估報告。報告指出,自從保護臭氧層的蒙特利爾協議得到183個國家簽署之后,各國做了很多努力,大氣臭氧層已出現了恢復的跡象,但在今后幾十年中依然很脆弱。
          
          1998年以來的研究表明,破壞同溫層臭氧層的氣體水平幾乎已經達到頂點,但是破壞對流層內臭氧層的化學物質總量正在以緩慢的速度下降。其表現形式是:南極上空的臭氧層空洞近幾十年來一直在擴大,但近年來速度已經放慢低于上世紀80年代水平;北極上空的臭氧層空洞正在縮小,表明臭氧層正在恢復。
          
          第二個是節能,隨著人們生活水平的提高制冷空調等設備越來越普及,同時其消耗的大量的能源也越來越引起人們的注意,中國電監會的一項調查顯示,供需矛盾加劇造成今夏電力吃緊,其中空調制冷負荷快速增長是不可忽視因素。今夏我國華東、華中、華南地區持續高溫,空調制冷負荷猛增。華東電網、南方電網、華中電網空調制冷負荷比重已超過30%,個別省電網甚至接近40%。而電能的產生又要消耗大量的化石燃料,如煤、石油等,不但造成大量的不可再生能源的消耗,而且燃燒產物如CO2等還可引起溫室效應等環境問題。因此除了改進制冷技術外還可從制冷劑上下手,通過研制新型節能制冷劑降低制冷空調設備的能耗也是一個發展方向。
          
          綜上所述,制冷劑的發展是與環境保護和地球生態環境的可持續發展密切相關的,制冷劑的發展趨勢體現了環境的可持續發展的要求。
        標簽: 制冷劑現狀發展趨勢專題  

        溫馨提示:
        如果您喜歡本文,請點擊右側分享給朋友或者同事。

        網友評論

        條評論

        最新評論

        今日推薦

        黑粗硬大欧美成人免费视频
        <nobr id="ij5lk"><strong id="ij5lk"><thead id="ij5lk"></thead></strong></nobr>
        <bdo id="ij5lk"><strong id="ij5lk"><menu id="ij5lk"></menu></strong></bdo>
        <menuitem id="ij5lk"><dfn id="ij5lk"></dfn></menuitem>

      1. <tbody id="ij5lk"></tbody>
        <track id="ij5lk"></track>

        1. <menuitem id="ij5lk"></menuitem>