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

2、展 </p><p>　　中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　目前制冷空調行業(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）。這些物質由于對臭氧層具有破壞作用并產生溫室效應，因此其替代研究已成為熱點課題。本文在回顧制冷劑發(fā)展的歷史中，發(fā)現制冷劑的替

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)保意識的增強，可持續(xù)發(fā)展的觀點越來越深入人心。因此作者認為，在當前的制冷劑替代研究中，應首先考慮對環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。 </p><p>　　二，當前的制冷劑與制冷劑的替代 </p><p>　　2.1 當前的制冷劑及其存在的問題 </p><p>　　制冷劑的發(fā)展經歷了三個階段 <

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，進入了以HFCs（含氟烴）為主的時期。 </

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。（對于CFCs發(fā)達國家已于1996年1月1日起禁止生產和使用，但一些發(fā)展中國家仍然在使用。） </p><p>　　CFCs的禁用是因為CFCs會在大氣中分裂并釋放出破壞臭氧層的氯原子。據UNEP(聯合國環(huán)境規(guī)劃署)提供的資料，如果平流層的臭氧總量減少1％，預計到達地面的有害紫外線將增加2％。有害紫

6、外線的增加，會產生以下一些危害： </p><p>　　使皮膚癌和白內障患者增加，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使植物的生長和光合作用受到抑制，使農作物減產，也可能導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，結果又帶來光化學大氣污

7、染。 </p><p>　　因此保護臭氧已經引起了各國的高度重視，成為一項全球性的緊迫任務。近年來，世界各國出現了幾百年來歷史上最熱的天氣，厄爾尼諾現象也頻繁發(fā)生，給各國造成了巨大經濟失。人類對氣候變化，特別是氣候變暖，所導致的氣象災害的適應能力是相當弱的，需要采取行動防范。按現在的一些發(fā)展趨勢，科學家預測有可能出現的影響和危害有： </p><p><b>　　海平面上升 &l

8、t;/b></p><p>　　全球氣候變暖導致的海洋水體膨脹和兩極冰雪融化，沿海地區(qū)可能會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)的農業(yè)和自然生態(tài)系統(tǒng)無法適應或不能很快適應這種變化，造成大范圍的森林植被破壞和

9、農業(yè)災害。 </p><p>　　加劇洪澇、干旱及其他氣象災害 </p><p>　　全球平均氣溫略有上升，就可能帶來頻繁的氣候災害——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和死亡率，增加傳染病。高

10、溫會給人類的循環(huán)系統(tǒng)增加負擔，熱浪會引起死亡率的增加。 </p><p>　　正因為現行的制冷劑對環(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，各國紛紛展開了對CFCs和HCFCs物質的替代物的研究，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，人們轉而同時注重臭氧保護和減小溫室效應，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，有單一工質和混合工質兩個方面，混合工質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，無毒，無味，使用安全，其熱物性質與R12十分接近，可用來替代R12，用于汽車空調和家用冰箱等領域。但會使能耗增大，且與CFC—12用的潤滑油不相溶，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，是由質量分數為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120年之久而至今仍在使用。具有優(yōu)良的熱力性質，價格廉且容易檢漏。不過氨有毒性而且可燃，應當引起注意，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，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。來源廣泛、成本低廉，CO2安全無毒，不可燃，適應各種潤滑油常用機械零部件材料，即便在高溫下也不分解產生有害氣體。CO2的蒸發(fā)潛熱較大，單位容積制冷量相當高，故壓縮機及部件尺寸較??；絕熱指數較高K=1.30，壓縮機壓比約為2.5~3.0，比其它制冷系統(tǒng)低，容積效率相對較大，接近于最佳經濟水平，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)展下去將對人類的生存和發(fā)展構成嚴峻的挑戰(zhàn)。因此在制冷劑的替代研究過程中應該加強對生態(tài)環(huán)境的保護意識，不能只看到眼前的利益，而同時要注重生態(tài)環(huán)境與人類的協(xié)調的，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臭氧的破壞作用，比如HCFC系列的R22雖然仍對臭氧有破壞作用但比R11和R12小的多。而HFC制冷劑如R134a已對臭氧沒有任何破壞作用。1997年簽訂的《京都議定書》對于制冷劑的替代提出了很高的要求，也更加順應了環(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。綜上所述，在制冷劑的替代中是環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展這只無形的大手

18、在起作用，它不但推動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 </b></p><p>　　制冷劑的發(fā)展趨勢應該滿足生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的要求，并推動其進一步發(fā)展。根據可持續(xù)發(fā)展中經濟發(fā)展與保護資源、保護生態(tài)環(huán)境的協(xié)調一致的核心要求，制冷劑的發(fā)展方向有兩個： </p><p>　

19、　一是環(huán)保，使用綠色環(huán)保的制冷劑已經是大勢所趨，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)保制冷劑也對臭氧不會造成破壞，但從地球生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展來看天然制冷劑是最理想的選擇，因為天然制冷劑本來就是地球生態(tài)系統(tǒng)中存在的，無論是使用還是排放到環(huán)境中，取之于自然回之于自然，對環(huán)境的影響比合成制冷劑都小的多，相信隨著技術的不斷進步，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、的提高制冷空調等設備越來越普及，同時其消耗的大量的能源也越來越引起人們的注意，電能的產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，而且燃燒產物如CO2等還可引起溫室效應等環(huán)境問題。因此除了改進制冷技術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)境保護和地球生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展密切相關的，制冷劑的發(fā)展趨勢體現了環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的要求。 </p><p&g

21、t;<b>　　四，結論 </b></p><p>　　從制冷劑的替代過程以及其替代研究與環(huán)境的關系中我們可以看到，在整個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，應該說是環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的要求推動了制冷劑替代研究的發(fā)展，并且為其發(fā)展指明了方向，同時制冷劑的替代又進一步促進了環(huán)境的可持續(xù)的發(fā)展。 </p><p><b>　　參考文獻 <