什么是制冷劑
在上個千年結束的時候,曾排出了名目繁多的十大排行榜,包括一個二十世紀zui偉大發(fā)明的排行榜。與太空飛行和計算機的發(fā)明并列,制冷也進入了這個十大排行榜,由于假如沒有制冷,食品保留將不可能。另外,也不可能有高層建筑或現(xiàn)代保健舉措措施。
韋氏詞典把制冷劑定義成“在制冷輪回中使用的或像冰用于直接冷卻的一種物質”。HVAC產業(yè)的業(yè)外人士可能會把制冷劑描述成空調器中使用的某種流體。HVAC產業(yè)的很多業(yè)內人士將馬上想到CFC族物質(氯氟碳)。
以上這些定義都是對的,但制冷劑比那些物質更廣泛。水是制冷劑,在吸收式制冷機中使用。二氧化碳(CO2)和氨(NH3)作為“自然”制冷劑而為人所知。易燃物質如丙烷和異丁烷也被作為制冷劑使用。對于鹵代烴物質如CFC, HCFC 和 HFC族物質,更是受到廣泛歡迎的制冷劑。ASHRAE尺度34《制冷劑命名和安全分類》列出了100多種制冷劑,盡管其中很多并不在常規(guī)貿易HVAC中使用。
制冷劑是化學物質。一些物質,被以為是制冷劑(如R-141b),實際上卻廣泛應用于諸如發(fā)泡劑場合,實在很少用于冷卻場合。
CFC制冷劑曾經被以為對人類和這個行星是安全的,但在1980年代中期人們發(fā)現(xiàn),正在嚴峻地破壞地球的生態(tài)。在設計建筑物時,制冷劑從曾經很少被討論,溘然變成了設計師的主要考慮事項。
當HVAC 設備制造商以制冷劑作為重要的市場賣點時,多是公說公有理婆說婆有理。這使得設備采購決議計劃者常常無所適從。
固然CFC題目已經非常清晰了,但還有很多題目需要說明。
制冷劑發(fā)展歷史
十九世紀中葉泛起了機械制冷。雅各布.帕金斯(Jacob Perkins)在1834年建造了首臺實用機器。它用乙醚作制冷劑,是一種蒸氣壓縮系統(tǒng)。二氧化碳(CO2) 和氨(NH3)分別在1866年和1873年首次被用作制冷劑。其他化學制品包括化學氰(石油醚和石腦油)、二氧化硫(R-764)和甲醚,曾被作為蒸氣壓縮用制冷劑。其應用限于產業(yè)過程。多數(shù)食品仍用冬天收集或產業(yè)制備的冰塊來保留。
二十世紀初,制冷系統(tǒng)開始作為大型建筑的空氣調節(jié)手段。位于德克薩斯圣安東尼奧的梅蘭大廈是第一個全空調高層辦公樓.
1926年, 托馬斯.米奇尼(Thomas Midgely)開發(fā)了首臺CFC(氯氟碳)機器,使用R-12. CFC族(氯氟碳)不可燃、無毒(和二氧化硫比擬時)并且能效高。該機器于1931年開始貿易出產并很快進入家用。威利斯.開利(Willis Carrier)開發(fā)了第一臺商用離心式制冷機,開創(chuàng)了制冷和空調的紀元。
20世紀30年代,一系列鹵代烴制冷劑接踵泛起,杜邦公司將其命名為氟利昂(Freon)。這些物質機能優(yōu)良、無毒、不燃,能適應不同的溫度區(qū)域,明顯地改善了制冷機的機能。幾種制冷劑在空調中變得很普遍,包括CFC-11、CFC-12、 CFC-113、CFC-114和HCFC-22.20世紀50年代,開始使用共沸制冷劑。60年代開始使用非共沸制冷劑。
空調產業(yè)從幼小成長為幾十億美元的工業(yè),使用的都是以上幾種制冷劑。到1963年,這些制冷劑占到整個有機氟產業(yè)產量的98%。
到1970年代中期, 對臭氧層變薄的關注浮出水面,CFC族物質可能要承擔部門責任。這導致了1987年蒙特利爾議定書的通過,議定書要求淘汰CFC和HCFC族。新的解決方案是開發(fā)HFC族,來擔當制冷劑的主要角色。HCFC族作為過渡方案繼承使用并將逐漸淘汰。
在1990年代,全球變暖對地球生命構成了新的威脅。固然全球變暖的因素良多,但由于空調和制冷耗能巨大(美國建筑物耗能約占總能耗的1/3),且很多制冷劑本身就是溫室氣體,制冷劑又被列入了討論范圍。固然ASHRAE尺度34把很多物質分類為制冷劑,但只有少部門用于貿易空調。
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