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制冷剂发展简介

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制冷剂发展简介

发布日期:2015-07-28 00:00 来源:http://www.wxgjzl.cn 点击:

制冷剂的发展史 

中央空调

    19世纪中期出现了机械制冷。雅各布.帕金斯(Jacob Perkins)在1834年建造了首台实用机器。它用乙醚作制冷剂,是一种蒸气压缩系统。二氧化碳(CO2) 和氨(NH3)分别在1866年和1873年首次被用作制冷剂。其他化学制品包括化学氰(石油醚和石脑油)、二中央空调氧化硫(R-764)和甲醚,曾被作为蒸气压缩用制冷剂。其应用限于工业过程。多数食物仍用冬天收集或工业制备的冰块来保存。 

    20世纪初,制冷系统开始作为大型建筑的空气调节手段。位于德克萨斯圣安东尼奥的梅兰大厦是第一个全空调高层办公楼.  

    1926年, 托马斯.米奇尼(Thomas Midgely)开发了首台CFC(氯氟碳)机器,使用R-12. CFC族(氯氟碳)不可燃、无毒(和二氧化硫相比时)并且能效高。该机器于1931年开始商业生产并很快进入家用。威利斯.开利(Willis Carrier)开发了第一台商用离心式制冷机,开创了制冷和空调的纪元。  

    20世纪30年代,一系列卤代烃制冷剂相继出现,杜邦公司将其命名为氟利昂(Freon)。这些物质性能优良、无毒、不燃,能适应不同的温度区域,显著地改善了制冷机的性能。几种制冷剂在空调中变得很普遍,包括CFC-11、CFC-12、 CFC-113、CFC-114和HCFC-22. 

    20世纪50年代,开始使用共沸制冷剂。 60年代开始使用非共沸制冷剂。 

    空调工业从幼小成长为几十亿美元的产业,使用的都是以上几种制冷剂。到1963年,这些制冷剂占到整个有机氟工业产量的98%。 

到1970年代中期, 对臭氧层变薄的关注浮出水面,CFC族物质可能要承担部分责任。这导致了1987年蒙特利尔议定书的通过,议定书要求淘汰CFC和HCFC族。新的解决方案是开发HFC族,来担当制冷剂的主要角色。HCFC族作为过渡方案继续使用并将逐渐淘汰。         

    在19世纪90年代,全球变暖对地球生命构成了新的威胁。虽然全球变暖的因素很多,但因为空调冷柜制冷耗能巨大(美国建筑物耗能约占总能耗的1/3),且许多制冷剂本身就是温室气体,制冷剂又被列入了讨论范围。虽然ASHRAE标准34把许多物质分类为制冷剂,但只有少部分用于商业空调。

    通过减少有害物排放来进行环境保护是一个缓慢又长期的过程,但这种方式在暖通空调行业已经产生了深远影响。制冷剂是空调和制冷系统的基本组成部分,但由于制冷剂可能会对臭氧层产生破坏作用或导致温室效应,因此有些制冷剂已经被减少使用甚至被完全禁止。

    全球各区域均有环境保护方法,但综合来看,欧盟起到了非常重要的作用。

欧盟: 市场引导者

    欧盟是全球环境保护政策的倡导者, 并推出一系列环境保护政策例如:F-气体法规及20/20/20可再生能源目标。 虽然欧盟设定了雄心勃勃的目标,然而在执行过程中,地处欧盟南部的一些国家反应却比较迟缓。当前的欧债危机也可能进一步削弱成员国对现有和即将推出的法规的参与、投资和执行的热情。

美国:逐步淘汰法

    北美作为全球温室效应最主要的制造者之一,不久前刚刚加入了一项旨在逐步降低ODP(臭氧消耗潜能值)的国际多边协议。但是与欧盟国家大幅削减GWP(全球暖化潛能值)相比,北美的相关政策远不如欧盟国家严格,仅仅是承诺逐步降低排放。

中国: 行业驱动而改变

    中国没有计划逐步淘汰HCFC监管条规。但由于中国是世界主要的空调生产和出口基地,因此制造商们正在密切关注欧洲和北美的发展。商用飞机空调所使用的R32和R290已经应用于小型住宅设备。

    中国作为全球空调及冰箱的生产中心,其国内销售的暖通空调产品遵守着《蒙特利尔议定书》。然而,在大多数暖通空调产品用于出口的背景下,中国制造商也密切关注其他国家政策的发展。同样,很多国家也在密切关注中国各种新的产品解决方案,因为这也会影响世界其他地区。

世界其他地区

    预计澳大利亚将于2016年淘汰HCFC;加拿大将跟美国一致的步伐;日本也已在2010年开始淘汰R22。 但在一些发展中国家,尽管HCFC的淘汰行动已经开始,但由于缺乏有效监管,大部分法规没有有效实施。

    纵观制冷剂的历史,我们可以看到立法对制冷剂的影响。

    显示了立法对欧洲R22(HCFC)的使用造成戏剧性影响, 同时,HFC出现了快速的增长, 住宅应用制冷剂(R410a)的增长尤其明显。 在过去的十年内, 分体式空调在大多数欧洲国家需求量激增, 带动了制冷剂的消费量暴涨。

    2011年1月1日起,欧洲机动车用空调指令要求每一部新车空调使用的制冷剂不可高于150 GWP。应用于新车R134A的制冷剂将于2017年1月1日禁止使用,并强制使用低于GWP150的制冷剂。杜邦和霍尼韦尔持有的HFO 1234yf (GWP=4)将被指定应用于汽车行业并替代R134A。 杜邦的HFO1234yf,名为Opteon® ,霍尼韦尔的HFO1234yf的品牌名称是Solstice®。。但是,HFO1234yf仍遭遇多种阻力, 反对者声称它是非常危险和易燃的。

    目前,全球正处在CFC 和HCFC 往HFO 转换的过渡期。

    CFC (氯氟烃的统称)和HCFCs(含氢氯氟烃,例如:R22)对环境最具有破坏性,同时拥有极高的GWP和ODP。这些制冷剂在大多数国家已逐步被淘汰。

    HCFC目前在欧洲,北美,日本,澳大利亚等国已被HFC(氫氟碳化合物)所替代。同时,R134a, R410a, R410c 和R407c已在世界大部分地区成为主流的制冷剂。然而,HFC广泛被认为是个低GWP气体(HC或HFOs)的“过渡”解决方案。尽管HFC气体里没有ODP, 但仍有相当高的GWP。 如果国际环境协议禁止,HFC的使用量必须减少。

    HFOs没有GWP和ODP,但具有微细的可燃性和毒性。 HFOs普遍被认为是未来的主流制冷剂,并渐渐替代HFC和自然制冷剂。虽然,已有原型(如Opteon XP10取代R134a)在超市里使用,例如:奥地利的Aldi 和Spar, 还有英国的Waitrose,但HFOs仍处于空调和制冷系统使用的研发阶段。 HFO短期内将被选定作为一些产品的解决方案,例如: 机动车用空调(HFO 1234yf)和制冷机。



 




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