【正文】 沒或海水入侵，海灘和海岸遭受侵蝕，土地惡化，海水倒灌并影響沿海養(yǎng)殖業(yè)。部分制冷劑的 ODP 和 GWP 值見表 1。 因此保護(hù)臭氧已經(jīng)引起了各國的高度重視，成為一項(xiàng)全球性的緊迫任務(wù) [4]。過量的紫外線輻射會(huì)使植物的生長和光合作用受到抑制，使農(nóng)作物減產(chǎn)。） CFCs 的禁用是因?yàn)?CFCs 會(huì)在大氣中分裂并釋放出破壞臭氧層的氯原子 [2]。 隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)越來越深入人心。在工作場所嚴(yán)禁煙火。 該 產(chǎn)品目前在澳大利亞、伊朗、歐洲已經(jīng) 得到大規(guī)模推廣使用。主要有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.環(huán)保性： R433b 是碳?xì)浠衔锾烊焕涿?，不損壞臭氧層，無溫室效應(yīng)，安全環(huán)保。它在 2021 年 12 月份通過國家級檢測中心對格力分體空調(diào) KFR72LW/A(72520L1)AN5型機(jī)器進(jìn)行的檢測。 R421A 從 3℃ 左右的牛油和水果的儲(chǔ)藏溫度 ,到 40℃ 的中等儲(chǔ)藏溫度下都運(yùn)行良好。 可直接加入現(xiàn)有使用 R22的壓縮機(jī) 。 R421A 是一種最新型的，不破壞臭氧層 ,可長期替代 R22 制冷劑 ， 能在不更改現(xiàn)有冷凍系統(tǒng)的條件下全面替代R22， 替代 R22的時(shí)候不需要更換現(xiàn)用的潤滑油 ， 可以在所有為 R22設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)上使用。它無毒、無色、不易燃、熱穩(wěn)定性好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)破壞臭氧層，其臭氧耗損值（ ODP）為 0。 物質(zhì) 沸點(diǎn)（ ℃ ） 物質(zhì) 沸點(diǎn)（ ℃ ） 物質(zhì) 沸點(diǎn)（ ℃ ） NH3 － SO2 － CH3Cl － O2 － 183 N2 － 196 CF4（氟里昂 14） － 128 制冷劑的現(xiàn)狀 早期制冷時(shí)要用到制冷劑氟利昂，它對環(huán)境污染較大，所以一般公司都會(huì)有一套氟利昂回收處理的流程，從而對環(huán)境造成盡可能少的影響，以下就介紹一種氟利昂回收裝置：其申請專利號為 公開號為 CN2323164 該裝置有低壓吸氟進(jìn)氣三通閥、干燥過濾器、氣液分離器、旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)、冷凝器、貯液器、高壓出液回收三通閥組成，并依次由管路連通。常見的低沸點(diǎn)物質(zhì)有液態(tài)二氧化硫、液氨、氟里昂等，都曾用于制造冰箱中的致冷劑。物質(zhì)相變的實(shí)質(zhì)是分子具有的能量發(fā)生了變化，所以相變過程中總會(huì)有放熱或吸熱的現(xiàn)象發(fā)生。 二、利用混合物的凝固點(diǎn)降低致冷 物質(zhì)的凝固點(diǎn)是指物質(zhì)在固態(tài)和液態(tài)蒸氣壓相等時(shí)的溫度，而混合物的凝固點(diǎn)總是比各組成物質(zhì)的凝固點(diǎn)要低，如質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %的 NaCl 溶液其凝固點(diǎn)為－ ℃ ， %的 CaCl2 溶液其凝固點(diǎn)為－ 55℃ 。利用物質(zhì)溶解時(shí)熱量變化的性質(zhì)，可以將前者用作致冷劑。但不幸的是由 CFC 分解而生成的氯原子能引起損耗臭氧的循環(huán)反應(yīng)，所造成的后果是破壞平流層中的臭氧層。 早期使用的制冷劑氟利昂是 一種透明、無味、無毒、不易燃燒、爆炸 且化 學(xué)性穩(wěn)定的制冷劑。在蒸發(fā)溫度 35℃ 以上，壓縮式制冷采用氨制冷劑是最節(jié)能的 。 10 第 4章 制冷劑的發(fā)展前景 8 制冷劑的替代 6 制冷劑的現(xiàn)狀于此同時(shí)就有更多的制冷制被使用。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 題 目： 制冷劑的現(xiàn)狀與發(fā)展前景 系 別： 機(jī) 械 工 程 系 專 業(yè)： 制 冷 與 冷 藏 專 業(yè) 學(xué) 制： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 二 O 年 月 日 2 摘 要 制冷劑 ，又叫制冷劑或冷凍劑，是一類利用人工利用物 質(zhì)物理性或化學(xué)性質(zhì)而產(chǎn)生低溫的物質(zhì)，通過制冷會(huì)導(dǎo)致溫度比周圍環(huán)境的溫度更低。 本文就對現(xiàn)代社會(huì)上所使用的制冷劑作了詳細(xì)介紹，現(xiàn)在制冷劑的現(xiàn)狀、對大氣的危害和影響，以及制冷劑的代替和未來發(fā)展前景。 6 第 2 章 當(dāng)前制冷劑存在的問題及制冷劑的替代 8 當(dāng)前的制冷劑及其存在的問題 9 第 3 章 制冷劑的替代中的可持續(xù)發(fā)展觀 14 參考文獻(xiàn) 15 致謝 16 4 前 言 根據(jù)對國內(nèi)外大中型冷庫制冷劑使用情況的調(diào)研，分析了大中型冷庫制冷劑的現(xiàn)狀。采用氨制冷劑的關(guān)鍵問題是安全問題。 由于氟利昂性質(zhì)穩(wěn)定，它在大氣中既不發(fā)生變化，也難被雨雪消除。 正是由于這一原因，氟利昂才被認(rèn)定為大氣污染物 。并且不 同物質(zhì)溶解時(shí)熱量變化的數(shù)值不同，如 NH4NO3 的摩爾溶解熱可達(dá) + 千焦 /摩爾，即每 1mol 物質(zhì)溶解時(shí)要吸收 的熱量。根據(jù)物質(zhì)組成混合物時(shí)凝固點(diǎn)降低的性質(zhì)特點(diǎn)，常用混合物作致冷劑。如在醫(yī)院里，用 70%的酒精溶液作皮膚表面的消毒時(shí)，有明顯的涼感，就是液體酒精氣化過程中吸收熱量的結(jié)果。它們能在極低的溫度下吸收熱量而氣體，然后在壓縮機(jī)內(nèi)被壓縮呈高溫、高壓，再經(jīng)冷凝器放出熱量，最后經(jīng)節(jié)流膨脹或絕熱膨脹至低溫狀態(tài)。在低壓吸氟進(jìn)氣三通閥的另兩條支路上分別裝低壓表和吸氟橡膠 管，在高壓出液回收三通閥的另兩條支路上分別裝高壓表和出液管。與 R22 的制冷能力相當(dāng)，是 R22 的最佳替代物。 可以使用礦物油， AB或 POE 等潤滑油 ，它不易燃 ，被美國制冷業(yè)權(quán)威機(jī)構(gòu) ASHRAE 評為 A1 的安全標(biāo)準(zhǔn) 。 R421A 是耐熱的三種成份的混合物，以液體的狀態(tài)下儲(chǔ)存在筒里運(yùn)輸 .在任何制冷系統(tǒng)發(fā)生泄露的情況下 ,可使用 R421A直接添加 ,對系統(tǒng)功能沒有影響 。許多例子表明，使用 R421A 的壓縮機(jī)在更低制冷溫度下工作，能夠接近達(dá)到所指出的最大運(yùn)行效率。該機(jī)自帶 R22 制冷劑，充裝量為 1950克。2. 兼容性： R433b 的熱工性能與 R22 相近，所以對于 R22 的制冷系統(tǒng)無須變更，可直接充裝到 R22 制冷系統(tǒng)中，達(dá)到同樣的制冷效果，并與各類潤滑油有良好的相容性。 使用該制冷劑應(yīng)注意 ： R433b 碳?xì)洵h(huán)保制冷劑是易燃易爆的壓縮氣體，與空氣混合可形成爆炸性混合氣體，因此在存放時(shí)，應(yīng)儲(chǔ)存在陰涼、通風(fēng)的倉庫內(nèi)。 為了對環(huán)境造成盡可能少的污染，社會(huì)各界都在做出各自的努力，各種新型環(huán)保節(jié)能的制冷劑還在不斷研發(fā)中，一些如三菱，大金，格力這樣的空調(diào)生產(chǎn)廠商也都積極配合環(huán)保事業(yè)，毅然摒棄原先對環(huán)境有嚴(yán)重危害的制冷劑改為采用節(jié)能環(huán)保低能耗的制冷劑，并且配備有合理完善的制冷劑回收處理流程，做到 對顧客，對環(huán)境都負(fù)責(zé)。 因此作者認(rèn)為，在當(dāng)前的制冷劑替代研究中，應(yīng)首先考慮對環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。據(jù) UNEP(聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署 )提供的資料，如果平流層的臭氧總量減少 1％，預(yù)計(jì)到達(dá)地面的有害紫外線將增加 2％。紫外線輻射也可能導(dǎo)致某些生物物種的突變。 而 HCFCs 與 CFCs 同樣能夠破壞臭氧，兩者只不過是所含的氯原子多少不同而已。 9 表 1部分制冷劑的 ODP 和 GWP值 物質(zhì) ODP 值（ R 11＝ 1） GWP 值（ CO2＝ 1） CFC11(R11) 1500 CFC12(R12) 4500 HCFC22(R22) 510 HFC32(R32) 0 CFC113(R113) 2100 CFC114(R114) 5500 CFC115(R115) 7400 HCFC123(R123) 29 HCFC124(R124) 150 HFC125(R125) 0 860 HFC134a(R134a) 0 420 HCFC141b(R141b) 150 HCFC142b(R142b) 540 HFC143a(R143a) 0 1800 HFC152a(R152a) 0 47 HC600a(R600a) 0 15 由于溫室效應(yīng)將引起氣候變化，目前國際社會(huì)所討論的氣候變化問題， 主要是指溫室氣體增加產(chǎn)生的氣候變暖問題。 ? 影響農(nóng)業(yè)和自然生態(tài)系統(tǒng) 全球氣溫和降雨形態(tài)的迅速變化，可能 使世界許多地區(qū)的農(nóng)業(yè)和自然生態(tài)系 10 統(tǒng)無法適應(yīng)或不能很快適應(yīng)這種變化，造成大范圍的森林植被破壞和農(nóng)業(yè)災(zāi)害。 正因?yàn)楝F(xiàn)行的制冷劑對環(huán)境的巨大的破壞作用，促使著人們積極的尋求能夠與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展相適應(yīng)的新型替代制冷劑。由于 GWP 較高，《京都議定書》將替代 CFCs 和 HCFCs的 HFCs 物 質(zhì)列入限控物質(zhì)清單中，要求發(fā)達(dá)國家控制 HFCs 的排放。 目前合成制冷劑方面主要有以下幾種： 1） R134a R134a 的 ODP＝ 0， GWP＝ 420，不可燃，無毒，無味，使用安全，其熱物性質(zhì)與 R12十分接近，可用來替代 R12，用于汽車空調(diào)和家用冰箱等領(lǐng)域。而它可與其它物質(zhì)混合，組成非共沸混合物來替代 CFC12。 天然制冷劑方面主要有： 5）碳?xì)浠衔?[6] 目前作為制冷劑應(yīng)用的碳?xì)浠衔镏饕潜椋?R290）、丁烷（ R600）和異丁烷（ R600a）等，其中 R600a 已 在歐洲和一些發(fā)展中國家廣泛用于冰箱中，并且它符合《京都議定書》的要求， ODP＝ 0， GWP＝ 15，環(huán)保性能好，成本低，運(yùn)行壓力低，噪聲小，但其易燃，易爆。不過氨有毒性而且可燃，應(yīng)當(dāng)引起注意，不過一百多年的使用記錄表明，氨的事故率是很低的，今后必須找到更好的安全辦法，如減少充灌量，采用螺桿式壓縮機(jī)，引入板式換熱器等等。來源廣泛、成本低廉， CO2安全無毒，不可燃，適應(yīng)各種潤滑油常用機(jī)械零部件材料，即便在高溫下也不分 12 解產(chǎn)生有害氣體。可持續(xù)發(fā)展的思想是從 70 年代以后逐漸形成的。 可持續(xù)發(fā)展是指生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)三者的協(xié)調(diào)發(fā)展。因此在制冷 劑的替代研究過程中應(yīng)該加強(qiáng)對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)意識，不能只看到眼前的利益，而同時(shí)要注重生態(tài)環(huán)境與人類的協(xié)調(diào)的，可持續(xù)的發(fā)展。在《蒙特利爾議定書》簽訂以后，在制冷劑的研究替代中首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。 制冷劑的發(fā)展趨勢 總得來說制冷劑的發(fā)展趨勢應(yīng)該滿足生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的要求，并且推動(dòng)其進(jìn)一步發(fā)展。 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(jīng)達(dá)到頂點(diǎn)，但是破壞對流層內(nèi)臭氧層的化學(xué)物質(zhì)總量正在以緩慢的速度下降。華東電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、華中電網(wǎng)空調(diào)制冷負(fù)荷比重已超過 30％，個(gè)別省電網(wǎng)甚至接近 40％。 第四章 制冷劑的發(fā)展前景 可以用作制冷劑的自然制冷劑有 5種：水、 CO NH碳?xì)浠衔锖涂諝?,丙烷 (R290)是碳?xì)浠衔锏囊环N。在家用空調(diào)替代物方面，歐洲國家和日本走在前列，目前 使用 R410A 和 R407C 等 HFCs 類制冷劑替代 R22，但歐洲有些企業(yè)已經(jīng)開始研發(fā)自然制冷劑制冷系統(tǒng)，自然制冷劑對環(huán)境影響最小，是長期替代的理想物質(zhì)。而 R410A 和 R407C壓縮機(jī)使用 POE 或 PVE 油， 其中 POE 油吸濕性強(qiáng)，生產(chǎn)中水分管理嚴(yán)格，一旦水分超標(biāo)，壓縮機(jī)極易出現(xiàn) \鍍銅 \現(xiàn)象，導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)故障。其中 DELONGHI/FaAA 公司在 2021 年 IKK展出了使用丙烷的移動(dòng)空調(diào)（型號 PACF130EC0）。 丙烷和 R22 替代物的成本比較 R410A 和 R407C 制冷劑目前售價(jià)大約為 80 元 /kg， R22 大約 23 元 /kg，而丙烷是液化石油氣的主要成分，如果有需求，石化行業(yè)都可以加工，現(xiàn)在石油價(jià)格持續(xù)上漲，以一罐 15kg 液化石油氣 75 元計(jì)算，每公斤液化石油氣 5元，按 95%丙烷含量，通過分離雜質(zhì)，提純丙烷，按 3 倍于材料成本作為售價(jià)計(jì)算，丙烷售價(jià)約為 元 /kg，在相同制冷系統(tǒng)中， R22 和 R410A 充注量相當(dāng)，而丙烷 充注量僅相 16 當(dāng)于 R22 的 50%，丙烷系統(tǒng)的成本比 R22 系統(tǒng)要低，比 R410A 系統(tǒng)低很多。 數(shù)據(jù)是基于 R22 的一種 12021Btu/h 熱泵分體空調(diào)成本采用相對值對比的結(jié)果。另一方面，可燃制冷劑帶給人們心理陰影不容忽視，缺乏改造丙烷空調(diào)生產(chǎn)線、以及在空調(diào)中安全應(yīng)用等多方面經(jīng)驗(yàn)，所以丙烷在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究進(jìn)展緩慢。 由于美國人比較注重安全，所以對可燃制冷劑的使用比較排斥。我國國家標(biāo)準(zhǔn) GB 92372021 則明確規(guī)定不允許在家用空調(diào)采用可燃制冷劑。 價(jià)值工程的特點(diǎn)決定了它可以作為定性評價(jià)暖通空調(diào)可持續(xù)發(fā)展的一種方法。制冷劑的性能是必需滿足要求的，同時(shí)使用制冷劑的系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)和減少使用制冷劑量的基本技術(shù)也是必不可少的。