【正文】 ........ 34 . 二氧化碳排放貿(mào)易 ................................................................................................. 34 . 清潔發(fā)展機(jī)制 ........................................................................................................ 34 . 發(fā)展中國家 ........................................................................................................... 34 . 蒙特利爾議定書和京都議定書的關(guān)系 ..................................................................... 35 11. 制冷劑展望 ................................................................................................................... 35 . 水 (R718) ................................................................................................................ 35 . 氨 (R717).................................................................................................................. 35 . 二氧化碳 (R744) ....................................................................................................... 35 . 丙烷 (R290) 和異丁烷 (R600a) .............................................................................. 36 . R134a ...................................................................................................................... 36 . R22 的替代 .............................................................................................................. 36 . R407C ..................................................................................................................... 37 . R410A ..................................................................................................................... 37 . R123 的替代 ............................................................................................................ 37 12. 結(jié)論 .............................................................................................................................. 38 13. 專題文章 ....................................................................................................................... 39 1. 介紹 CFC 制冷劑曾經(jīng)被認(rèn)為對人類和這個(gè)行星是安全的，但在 1980 年代中期人們發(fā)現(xiàn)，正在嚴(yán)重地破壞地球的生態(tài)。 當(dāng) HVAC 設(shè)備制造商以制冷劑作為重要的市場賣點(diǎn)時(shí)，多是公說公有理婆說婆有理。 雖然 CFC 問題已經(jīng)非常清楚了，但還有許多問題需要說明。 2. 什么是制冷劑 在上個(gè)千年結(jié)束的時(shí)候，曾排出了名目繁多的十大排行榜，包括一個(gè)二十世紀(jì)最偉大發(fā)明的排行榜。另外，也不可能有高層建筑或現(xiàn)代保健設(shè)施。 HVAC 工業(yè)的業(yè)外人士可能會把制冷劑描述成空調(diào)器中使用的某種流體。 以上這 些定義都是對的，但制冷劑比那些物質(zhì)更廣泛。二氧化碳 (CO2)和氨 (NH3)作為“天然”制冷劑而為人所知。對于鹵代烴物質(zhì)如 CFC, HCFC 和 HFC 族物質(zhì)，更是受到廣泛歡迎的制冷劑。 制冷劑是化學(xué)物質(zhì)。 . 制冷劑發(fā)展 歷史 十九世紀(jì)中葉出現(xiàn)了機(jī)械制冷。它用乙醚作制冷劑，是一種蒸氣壓縮系統(tǒng)。其他化學(xué)制品包括化學(xué)氰（石油醚和石腦油）、二氧化硫 (R764)和甲醚，曾被作為蒸氣壓縮用制冷劑。多數(shù)食物仍用冬天收集或工業(yè)制備的冰塊來保存。位于德克薩斯圣安東尼奧的梅蘭大廈是第一個(gè)全空調(diào)高層辦公樓 . 1926 年 , 托馬斯 .米奇尼（ Thomas Midgely）開發(fā)了首臺 CFC（氯氟碳）機(jī)器，使用 R12. CFC族（氯氟碳）不可燃、無毒（和二氧化硫相比時(shí)）并且能效高。威利斯 .開利（ Willis Carrier）開發(fā)了第一臺商用離心式制冷機(jī)，開創(chuàng)了制冷和空調(diào)的紀(jì)元。這些物質(zhì)性能優(yōu)良、無毒、不燃，能適應(yīng)不同的溫度區(qū)域，顯著地改善了制冷機(jī)的性能。 60 年代開始使用非共沸制冷劑。到 1963 年 ,這些制冷劑占到整個(gè)有機(jī)氟工業(yè)產(chǎn)量的 98%。這導(dǎo)致了1987 年蒙特利爾議定書的通過，議定書要求淘汰 CFC 和 HCFC 族。 HCFC 族作為過渡方案繼續(xù)使用并將逐漸淘汰。雖然全球變暖的因素很多，但因?yàn)榭照{(diào)和制冷耗能巨大（美國建筑物耗能約占總能耗的 1/3），且許多制冷劑本身就是溫室氣體，制冷劑又被列入了討論范圍。下面是現(xiàn)在仍在使用或過去曾用過的常用制冷劑的一個(gè)快速瀏覽。商業(yè)吸收循環(huán)一般用水作為 制冷劑，溴化鋰為吸收劑 . 水無毒、不可燃、來源豐富。從壽命周期的觀點(diǎn)來看，吸收式制冷機(jī)需要一個(gè)徹底的調(diào)查， 以確定制冷劑知識 手冊 第 5 頁 共 42 頁 其解決方案在經(jīng)濟(jì)上是否可行。吸收式制冷機(jī)的低 COP值可能表明比離心制冷機(jī)需要消耗更多的化石燃料。選擇用哪種制冷機(jī)實(shí)際上取決于電能是如何產(chǎn)生的。它是一種今天仍在使用的“原始”制冷劑。 ASHRAE 標(biāo)準(zhǔn) 34 將其分類為 B2 制冷劑 (毒性高低可燃 ). ASHRAE 標(biāo)準(zhǔn) 15 要求對氨制冷站有特殊的安全考慮。 . 二氧化碳 , R744 二氧化碳 (CO2)是一種天然制冷劑 . 它在 19世紀(jì)末 20 世紀(jì)初停止使用，現(xiàn)在正在研究重新對它的使用。在 32℃ 時(shí) CO2的冷凝壓力超過 6MPA，這是一個(gè) 挑戰(zhàn)。盡管如此，仍可能有一些應(yīng)用，如復(fù)疊制冷， CO2 將是有用的。在北歐，大約有 35%的制冷機(jī)使用氫碳物質(zhì)。后者嚴(yán)重限制了它們在北美的使用，因受現(xiàn)今安全規(guī)范的制約。發(fā)達(dá)國家在 1995 應(yīng)蒙特利爾議定書的要求停止了 CFC 族的生產(chǎn)。它們用于蒸氣壓縮過程的所有型式的壓縮機(jī)中。不幸的是，它們破壞臭氧層。 HCFC22 是世界上使用最廣泛的制冷劑。它們用于蒸氣壓縮過程的所有型式的壓縮機(jī)中。在發(fā)達(dá)國家已被限量生產(chǎn)且很快將減產(chǎn)。 . 氫氟碳族 (HFC 族 ) 氫氟碳族 (HFC 族 )是相對較新的制冷劑，因 CFC 族的淘汰將日益受到關(guān)注。 常用HFC 族制冷劑能效高被分類 成 A1 (低毒不燃 ).但對全球變暖有影響。F 臨界點(diǎn) 泡點(diǎn) ( 176。F) psi 溫度滑差 ( 176。 F 液體 比熱 at Btu/ib.176。 F 液體 導(dǎo)熱系數(shù) Btu/h*ft*176。 F 液體 溫度(℃ ) 壓力 (MPA) 11 443 198 .2059 .0548 12 448 .574 .2253 .0429 22 535 .503 .2825 .0537 32 688 .361 .3106 .0872 123 414 .2379 .0476 125 409 .457 .3044 .0397 134a 482 .620 .2194 .0521 245fa .3121 .0506 290 723 .291 .6077 .0600 404a 473 100 100 .405 .3349 .0438 407C 519 90 90 .479 .3403 .0582 制冷劑知識 手冊 第 7 頁 共 42 頁 410A 553 140 140 .380 .3652 .0652 500 490 .557 .2579 .0480 507a 457 .401 .3331 .0432 600 659 .469 .5588 .0665 717 1319 .392 .3155 718 1352 .3293 744 109f 687 .222 .6460 .0607 4. 何謂好制冷劑？ . 概述 一提到性質(zhì)，首先就會想到諸如毒性低、不可燃、效率高、價(jià)廉。但選擇一種制冷劑用于制冷和空調(diào)，要考慮的性質(zhì)遠(yuǎn)不止上述這些。 本章深入研究所謂好制冷劑的各個(gè)方面。對循環(huán)的基本了解將有助于領(lǐng)會制冷劑問題的復(fù)雜性。循環(huán)過程從空氣中收集熱量（叫空調(diào)器），或從水中收集熱量（叫制冷機(jī)）。甚至可將循環(huán)過程作為一個(gè)加熱器，將熱量從冷流體（室外空氣）轉(zhuǎn)移到熱流體（室內(nèi)空氣），這就是熱泵。圖 1 顯示了基本的制冷回路。吸收的熱量使制冷劑沸騰，從液體變成氣體。壓縮機(jī)的作用是升高制冷劑氣體的壓力和溫度。那么，它從制冷劑中取走熱量，使水溫升高 ，制冷劑從氣體冷凝成液體。 膨脹裝置 制冷劑冷凝成液體后，流過一個(gè)降壓裝置。 壓焓圖 壓焓（ PH）圖是觀察制冷循環(huán)的另一種方式。 圖 2 是圖 1 所示制冷回路的壓焓圖 (PH)表示，圖中示出了每個(gè)部件的過程。在相變時(shí)吸收熱量（潛熱）。從點(diǎn) 2 到 點(diǎn) 3 的曲線表示壓縮過程。壓縮功增加了制冷劑中熱值 . 曲線的垂直部分表示制冷劑壓力（和溫度）從點(diǎn) 2 升高到點(diǎn) 3。過程的第一段（制冷劑氣液分界線的外側(cè)）是過熱氣體的降溫過程。和在蒸發(fā)器中一樣 ,線為水平表明壓力（或溫度）不變。從點(diǎn) 4 到點(diǎn) 1 的線是垂直的，表明制冷劑流過熱力膨脹閥時(shí)壓力（或溫度）是下降的但焓不變。圖中示出了標(biāo)準(zhǔn)的水溫工況。 制冷劑從氣體變成液體，放出冷凝潛熱。 蒸發(fā)器中的過程相似 .這樣，蒸發(fā)器中的制冷劑為恒定的 5℃ 。冷凍水以 12℃ 進(jìn)入蒸發(fā)器，下降到 7℃ 。這可以從制冷劑壓力溫度表中查出。 圖 3換熱器性能 制冷劑知識 手冊 第 9 頁 共 42 頁 . 制冷劑性質(zhì) 以下是設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng)要考慮的制冷劑幾個(gè)關(guān)鍵性質(zhì)。 . 毒性 ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)用毒性和可燃性表示制冷劑安全級別的兩個(gè)關(guān)鍵因素。 圖 4ASHRAE 標(biāo)準(zhǔn) 34 制冷劑安全分類 低毒性 高毒性