制冷剂发展与研究前沿

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1、制冷剂的发展与研究前沿田玉保安全工程0901200901145025摘要：回顾了制冷剂从早期使用至现在的进步历程，探讨了未来方向与一些候选制冷剂。根据所定义的选择标准把此历程划分为四代制冷剂。考察了对现有国际协定相关方案的展望，其中包括了分别为防止平流层臭氧耗损与全球气候变化的蒙特利尔与京都议定书的分析。介绍了多种HCFCs制冷剂的替代物，包括R1234yf，DME，CO2和氨的混合物等。对下一代制冷剂做出了展望。关键词：制冷剂温室效应臭氧损耗潜能值全球变暖潜能值DevelopmentonRefri

2、grantsanReseachFrontsAbstractsReviewstheprogressionofrefrigerants，fromearlyusestothepresent，andthenaddressesfuturedirectionsandcandidates．Breaksthehistoryintofourrefrigerantgenerationsbasedondefiningselectioncriteria．refrigerants”．Examinestheoutlookfor

3、currentoptionsinthecontextsofexistinginternationalagreements，includingtheMontrealandKyotoProtocolstoavertstratosphericozonedepletionandglobalclimatechange，respectively．Thispaperintroducedseveralalternativerefrigerantsfromthebasicthermalphysicalandcircu

4、lationperformance，etc．，includingR1234yf，DMEandthecombinationofcarbondioxideanammoniaetc．Also,abriefeglanceofthefutureofnextgenerationofrefrigrantsisgiven.KeywordsRefrigetantsGreenhouseeffectsODPGWP臭氧层的破坏和全球气候变化，是当前世界所面临的主要环境问题。由于制冷空调热泵行业广泛采用的CFC与HCFC类制

5、冷剂对臭氧层有破坏作用以及产生温室效应，使全世界这一行业面临严重挑战。但是，迄今为止，国外的一些HFC类和碳氢类替代制冷剂均或多或少地存在一些问题，还不太理想，例如大多数HFC类制冷剂及其混合制冷剂的温室效应潜能值(GWP)还比较高，被列为“温室气体”，需控制其排放量；而碳氢类制冷剂则存在强可燃性引起的安全问题，特别对于大中型制冷空调热泵设备，需要行之有效的安全措拖和技术。因此，这一行业均在探索如何从制冷剂的发展历史中，总结经验，寻求正确、科学地解决由于环保要求提出的制冷剂替代问题，力争少走弯路。1

6、.制冷剂的发展历程制冷的历史可追溯到古代，当时用以储冰和一些蒸发过程。从历史上看，制冷剂的发展经历了四个阶段[1]（图1）。第一阶段是十九世纪的早期制冷剂；第二阶段是二十世纪时代的CFC与HCFC类制冷剂；第三阶段是二十一世纪的绿色环保制冷剂。第四阶段是今后制冷剂发展的主要方向，即以防止全球变暖为主要目标的制冷剂的研发。图1制冷剂发展的四个阶段1.1第一阶段（1830—1930）——早期的制冷剂（以能用即可为选择标准)1805年，OliverEvans原创性地提出了在封闭循环中，使用挥发性流体的思路

7、，用以将水冷冻成冰。他描述，这种系统，在真空下将乙醚蒸发，并将蒸汽泵到水冷式换热器，冷凝后再利用。迄今为止，虽然没有发现有关建成这种制冷机的任何报导，但他的思想对后来的JacobPerkins和RichardTrevithick二人产生了很大影响。1824年，RichardTrevithick首先提出了空气制冷循环设想，但也未建成此装置。1834年，JacobPerkins则第一次开发了蒸气压缩制冷循环，并获得了专利。在他所设计的蒸气压缩制冷设备中使用二乙醚(乙基醚)作为制冷剂。随着JacobPer

8、kins所发明的蒸气压缩式制冷设备正式投入使用，从十九世纪三十年代开始陆续开发了一些实际的制冷剂。在十九世纪三十年代，Perkins开发的第一台制冷机，使用的制冷剂是作为工业溶剂的橡胶馏化物。他之所以选用这种流体，主要是由于当时能较易获得。由此可见，从早期开始，“易获得性”始终成为制冷剂筛选的一条重要准则。表l综述了早期的制冷剂[2]。从十九世纪三十年代到二十世纪三十年代，这些制冷剂都是当时所熟悉的一些流体，筛选的目标是制冷和设备寿命。当纯流体工质解决不了时，1885