制冷劑的替代與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展

1、<p>　　制冷劑的替代與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展</p><p>　　【摘要】制冷技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在家用電器、商用冷凍冷藏及醫(yī)療、科研等領(lǐng)域，在人們的生活中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。我們常用的制冷劑多為CFCS和HCFCS。但是這些物質(zhì)對(duì)臭氧層有很大的破壞作用，并產(chǎn)生溫室效應(yīng)，因此替代制冷劑的研究，對(duì)保證人們的正常生活具有重要的作用。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】制冷劑的替代，可持續(xù)發(fā)

2、展 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　目前制冷空調(diào)行業(yè)中使用的制冷劑多為CFC（氯氟烴的統(tǒng)稱）和HCFC（含氫氯氟烴）。這些物質(zhì)由于對(duì)臭氧層具有破壞作用并產(chǎn)生溫室效應(yīng)，因此其替代研究已成為熱點(diǎn)課題。本文在回顧制冷劑發(fā)展的歷史中，發(fā)現(xiàn)制冷劑的替

3、代發(fā)展有兩條主線。一條是提高系統(tǒng)的能效比，另一條就是可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境觀。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)越來(lái)越深入人心。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(duì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。 </p><p>　　二，當(dāng)前的制冷劑與制冷劑的替代 </p><p>　　2.1 當(dāng)前的制冷劑及其存在的問題 </p><p>　　制冷劑的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段 <

4、;/p><p>　　第一階段，從1830年到1930年，主要采用NH3、CO2、H2O等作為制冷劑，它們有的有毒，有的可燃，有的效率低，用了約100年的時(shí)間。 </p><p>　　第二階段，從1930年到1990年，主要采用CFCs和HCFCs制冷劑，使用了約60年。 </p><p>　　第三階段，從1990年至今，進(jìn)入了以HFCs（含氟烴）為主的時(shí)期。 </

5、p><p>　　由于行業(yè)發(fā)展的慣性，目前使用較多的制冷劑是CFCs和HCFCs，其次是HFCs。（對(duì)于CFCs發(fā)達(dá)國(guó)家已于1996年1月1日起禁止生產(chǎn)和使用，但一些發(fā)展中國(guó)家仍然在使用。） </p><p>　　CFCs的禁用是因?yàn)镃FCs會(huì)在大氣中分裂并釋放出破壞臭氧層的氯原子。據(jù)UNEP(聯(lián)合國(guó)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％。有害紫

6、外線的增加，會(huì)產(chǎn)生以下一些危害： </p><p>　　使皮膚癌和白內(nèi)障患者增加，損壞人的免疫力，使傳染病的發(fā)病率增加。 </p><p>　　破壞生態(tài)系統(tǒng)。過量的紫外線輻射會(huì)使植物的生長(zhǎng)和光合作用受到抑制，使農(nóng)作物減產(chǎn)，也可能導(dǎo)致某些生物物種的突變。 </p><p>　　引起新的環(huán)境問題。過量的紫外線能使塑料等高分子材料更加容易老化和分解，結(jié)果又帶來(lái)光化學(xué)大氣污

7、染。 </p><p>　　因此保護(hù)臭氧已經(jīng)引起了各國(guó)的高度重視，成為一項(xiàng)全球性的緊迫任務(wù)。近年來(lái)，世界各國(guó)出現(xiàn)了幾百年來(lái)歷史上最熱的天氣，厄爾尼諾現(xiàn)象也頻繁發(fā)生，給各國(guó)造成了巨大經(jīng)濟(jì)失。人類對(duì)氣候變化，特別是氣候變暖，所導(dǎo)致的氣象災(zāi)害的適應(yīng)能力是相當(dāng)弱的，需要采取行動(dòng)防范。按現(xiàn)在的一些發(fā)展趨勢(shì)，科學(xué)家預(yù)測(cè)有可能出現(xiàn)的影響和危害有： </p><p><b>　　海平面上升 &l

8、t;/b></p><p>　　全球氣候變暖導(dǎo)致的海洋水體膨脹和兩極冰雪融化，沿海地區(qū)可能會(huì)遭受淹沒或海水入侵，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)。 </p><p>　　影響農(nóng)業(yè)自然生態(tài)系統(tǒng) </p><p>　　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)系統(tǒng)無(wú)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

9、農(nóng)業(yè)災(zāi)害。 </p><p>　　加劇洪澇、干旱及其他氣象災(zāi)害 </p><p>　　全球平均氣溫略有上升，就可能帶來(lái)頻繁的氣候?yàn)?zāi)害——過多的降雨、大范圍的干旱和持續(xù)的高溫，造成大規(guī)模的災(zāi)害損失。 </p><p><b>　　影響人類健康 </b></p><p>　　氣候變暖有可能加大疾病危險(xiǎn)和死亡率，增加傳染病。高

10、溫會(huì)給人類的循環(huán)系統(tǒng)增加負(fù)擔(dān)，熱浪會(huì)引起死亡率的增加。 </p><p>　　正因?yàn)楝F(xiàn)行的制冷劑對(duì)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。 </p><p>　　2.2 制冷劑的替代 </p><p>　　自1987年《蒙特利爾議定書》簽訂以來(lái)，各國(guó)紛紛展開了對(duì)CFCs和HCFCs物質(zhì)的替代物的研究，在1997年簽訂《

11、京都議定書》以前，CFCs和HCFCs類的制冷劑替代研究主要以保護(hù)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(zhuǎn)而同時(shí)注重臭氧保護(hù)和減小溫室效應(yīng)，要求制冷劑不但要OPD值較小，GWP值也要較小。 </p><p>　　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(zhì)和混合工質(zhì)兩個(gè)方面，混合工質(zhì)又可分為共沸混和物、近共沸混和物和非共沸混和物三種。 </p><

12、p>　　目前合成制冷劑方面主要有以下幾種： </p><p><b>　　1）R134a </b></p><p>　　R134a的不可燃，無(wú)毒，無(wú)味，使用安全，其熱物性質(zhì)與R12十分接近，可用來(lái)替代R12，用于汽車空調(diào)和家用冰箱等領(lǐng)域。但會(huì)使能耗增大，且與CFC—12用的潤(rùn)滑油不相溶，與材料的兼容性方面也不同CFC-12。 </p><p&

13、gt;<b>　　2）R407C </b></p><p>　　R407C是非共沸混合制冷劑，是由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23％的R32、25％的R125和51％的R134a組成，ODP＝0，單位容積制冷量大，但傳熱性能較差。 </p><p>　　天然制冷劑方面主要有： </p><p><b>　　3）氨 </b></p>

14、;<p>　　氨已被使用達(dá)120年之久而至今仍在使用。具有優(yōu)良的熱力性質(zhì)，價(jià)格廉且容易檢漏。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。然而，其油溶性、與某些材料不容性、高的排氣溫度等問題也需合理解決。 </p><p><b>　　4）二氧化碳 </b>&l

15、t;/p><p>　　CO2是自然界天然存在的物質(zhì)。來(lái)源廣泛、成本低廉，CO2安全無(wú)毒，不可燃，適應(yīng)各種潤(rùn)滑油常用機(jī)械零部件材料，即便在高溫下也不分解產(chǎn)生有害氣體。CO2的蒸發(fā)潛熱較大，單位容積制冷量相當(dāng)高，故壓縮機(jī)及部件尺寸較小；絕熱指數(shù)較高K=1.30，壓縮機(jī)壓比約為2.5~3.0，比其它制冷系統(tǒng)低，容積效率相對(duì)較大，接近于最佳經(jīng)濟(jì)水平，有很大的發(fā)展?jié)摿Α?</p><p>　　三，制冷劑

16、的替代中的可持續(xù)發(fā)展觀 </p><p>　　3.1制冷劑的替代中的可持續(xù)發(fā)展觀 </p><p>　　當(dāng)前環(huán)境變暖引起的氣候變化，臭氧層空洞等已成為全球性的環(huán)境問題，如果任其發(fā)展下去將對(duì)人類的生存和發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此在制冷劑的替代研究過程中應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)，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。 </p><p>

17、;　　在制冷劑的研究替代中首先考慮到的是減小制冷劑對(duì)臭氧的破壞作用，比如HCFC系列的R22雖然仍對(duì)臭氧有破壞作用但比R11和R12小的多。而HFC制冷劑如R134a已對(duì)臭氧沒有任何破壞作用。1997年簽訂的《京都議定書》對(duì)于制冷劑的替代提出了很高的要求，也更加順應(yīng)了環(huán)境的可持續(xù)發(fā)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(xiǎn)。綜上所述，在制冷劑的替代中是環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展這只無(wú)形的大手

18、在起作用，它不但推動(dòng)制冷劑的替代研究工作的發(fā)展，而且也為制冷劑的發(fā)展指明了方向。 </p><p><b>　　制冷劑的發(fā)展趨勢(shì) </b></p><p>　　制冷劑的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該滿足生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的要求，并推動(dòng)其進(jìn)一步發(fā)展。根據(jù)可持續(xù)發(fā)展中經(jīng)濟(jì)發(fā)展與保護(hù)資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)一致的核心要求，制冷劑的發(fā)展方向有兩個(gè)： </p><p>　

19、　一是環(huán)保，使用綠色環(huán)保的制冷劑已經(jīng)是大勢(shì)所趨，綠色環(huán)保制冷劑可以是合成的，也可以是天然的，雖然合成的環(huán)保制冷劑也對(duì)臭氧不會(huì)造成破壞，但從地球生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展來(lái)看天然制冷劑是最理想的選擇，因?yàn)樘烊恢评鋭┍緛?lái)就是地球生態(tài)系統(tǒng)中存在的，無(wú)論是使用還是排放到環(huán)境中，取之于自然回之于自然，對(duì)環(huán)境的影響比合成制冷劑都小的多，相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，天然制冷劑必將大有發(fā)展。 </p><p>　　第二是節(jié)能，隨著人們生活水平

20、的提高制冷空調(diào)等設(shè)備越來(lái)越普及，同時(shí)其消耗的大量的能源也越來(lái)越引起人們的注意，電能的產(chǎn)生又要消耗大量的化石燃料，造成大量的不可再生能源的消耗，而且燃燒產(chǎn)物如CO2等還可引起溫室效應(yīng)等環(huán)境問題。因此除了改進(jìn)制冷技術(shù)外還可從制冷劑上下手。 </p><p>　　綜上所述，制冷劑的發(fā)展是與環(huán)境保護(hù)和地球生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)的，制冷劑的發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)了環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的要求。 </p><p&g

21、t;<b>　　四，結(jié)論 </b></p><p>　　從制冷劑的替代過程以及其替代研究與環(huán)境的關(guān)系中我們可以看到，在整個(gè)制冷劑的替代研究中環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的思想起了很重要的作用，應(yīng)該說(shuō)是環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的要求推動(dòng)了制冷劑替代研究的發(fā)展，并且為其發(fā)展指明了方向，同時(shí)制冷劑的替代又進(jìn)一步促進(jìn)了環(huán)境的可持續(xù)的發(fā)展。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) <