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当前空调制冷技术发展动态和研究状况
2006年7月18日 10:40  来源:《数字家电》第0607期  作者:赵婷婷

    当前的制冷技术已经几乎渗透到各个生产技术、科学研究领域,并在改善人类的生活质量方面发挥着巨大作用。可以说,现代技术进步离开了制冷技术发展是不可想象的。为了让空调企业的技术人员及时了解空调制冷技术的最新进展,本文以近期间有关空调制冷技术的相关文献为基础,对其中的主要内容进行综合报道,以供大家参考。

    1、制冷剂的研究进展
    总的看来,可以把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。
    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。
    但是,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。

    2、国际R22替代技术的情况
    在成功地进行了CFC的替代之后,人们更多地把注意力投向HCFC。而其中首当其冲的无疑就是制冷空调行业中应用最广泛的HCFC中的R22,,该制冷剂自1936年问世以来就以其优越的综合性能席卷了整个制冷界,并且在设计、制造、运行、维修等方面积累了丰富的成功经验。
    然而由于R22对臭氧层的耗损作用和较高的温室效应值,1992年的哥本哈根国际会议将其列入了逐步禁用范围,1995年的维也纳国际会议对其规定的禁用日程为,按照履约要求,我国应在1999年7月1日将CFC类物质的消耗量冻结在1995年至1997年的平均水平上,至2005年削减50%,2010年全部淘汰。
    严格地说,目前还没有找到任何一种单工质的性能优于R22的制冷剂。而目前R22的主要替代工质包括HFCS类工质和天然工质。虽然对于HFCS类工质的研究已比较成熟,由HFCS类工质组成的非共沸混合物理论上可利用各组分沸点不同实现劳伦兹循环,提高制冷循环效率,但HFCS类工质仍然存在一定的GWP值(全球变暖潜能值),与R22使用的矿物油不相溶,需要使用与之相溶的合成油,并且与干燥剂、密封材料及其他材料的相溶性也需要进一步研究,所以越来越多的人将目光投向了天然工质。天然制冷剂的最大优点在于其GWP值及ODP(臭氧潜能值)值约为0,不会对环境造成危害,并具有优良热力性能及经济性,目前研究比较成熟的此类制冷剂包括了R407C,R32/134a,R410a,R134a,以及碳氢化合物R1270等等。

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