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1、关于氟利昂与碳氢制冷剂的相关报告一研究背景制冷剂是指在制冷系统中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质，其工作原理可以概括为：制冷剂在蒸发器内吸收被冷却介质（水或空气等）的热量而汽化，在冷凝器中将热量传递给周围空气或水而冷凝。从 1834 年帕金斯第一次使用二乙醚（乙基醚）作为制冷剂，制冷剂逐渐发展成为包括二氧化碳、氨、氰、二氧化硫及甲醚等化学制品在内的一个大家族。早期使用的制冷剂，几乎多数都是可燃或有毒的，或二者兼有之，而且有些还有很强的腐蚀和不稳定性，经常发生事故。1926 年托马斯将氯氟碳作为制冷剂，开发了首台 CFC机器。氯氟碳不可燃，无毒，并且相较早期的制冷剂能效较高。到
2、 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） 。 CFC 族 HCFC 族 制冷 剂 在 20 世 纪 60 年 代 的 使 用 占 到 整 个 有 机 氟 工 业 产 量 的 98%， 这 也 导 致 了 对 大 气 臭氧 层 的 破 坏 ， 并 加 速 了 温 室 效 应 的 产 生 。 1987 年 蒙 特 利 尔 议 定 书 要 求 淘 汰 CFC 和HCFC 族 制 冷 剂 ， 开 发 HFC 族 来 担 当 制 冷 剂 的 主 要 角 色 。 蒙 特 利 尔 议 定 书 京 都 议 定
3、书 确 立 后 ， 一 些 发 达 国 家 技 术 人 员 经 过 研 究 与 比较 ， 在 一 类 氟 利 昂 替 代 品 上 ， 逐 渐 形 成 氢 氟 类 制 冷 剂 与 碳 氢 化 合 物 制 冷 剂 两 大 类 。我 国 正 在 研 究 使 用 新 型 环 保 的 碳 氢 作 为 空 调 制 冷 剂 。二 氟 利 昂 与 碳 氢 制 冷 剂 的 对 比1. 性 能氟利昂 22 是一种 HCFC 制 冷 剂 ， 是 氟 里 昂 制 冷 剂 中 应 用 较 多 的 一 种 ， 主 要 以 家 用空 调 和 低 温 冰 箱 中 采 用 。 R22 的 热 力 学 性 能 与 氨 相 近 。
4、 标 准 气 化 温 度 为 -40.8 ， 通常 冷 凝 压 力 不 超 过 1.6MPa。 R22 不 燃 、 不 爆 ， 使 用 中 比 氨 安 全 可 靠 。 R22 的 单 位 容积 比 R12 约 高 60%， 其 低 温 时 单 位 容 积 制 冷 量 和 饱 和 压 力 均 高 于 R12 和 氨 。碳 氢 制 冷 剂 隶 属 于 烷 烃 类 。 烷 烃 ， 即 饱 和 烃 （ saturated group)， 是 只 有 碳 碳 单键 和 碳 氢 键 的 链 烃 ， 是 最 简 单 的 一 类 有 机 化 合 物 。 烷 烃 分 子 里 的 碳 原 子 之 间 以 单 键
5、结合 成 链 状 (直 链 或 含 支 链 )外 ， 其 余 化 合 价 全 部 为 氢 原 子 所 饱 和 。 常 温 下 ， 烷 烃 的 状 态有 气 态 、 液 态 到 固 态 ， 其 熔 沸 点 由 低 到 高 ， 相 同 数 目 的 碳 原 子 ， 支 链 越 多 ， 熔 沸 点 越 低 。烷 烃 的 密 度 由 小 到 大 ， 但 都 小 于 水 的 密 度 ； 其 不 溶 于 水 ， 但 易 溶 于 有 机 溶 剂 。表 1 两种制冷剂性能的对比产品 项 目 氟利昂（以 R22 为例） 碳氢制冷剂（以 HCR22 为例）化学名称 CHCLF2 CnH（2n+2 ）沸点 -41 -
6、42.1毒性 中等 极低点火后毒性 很高 极低臭氧耗损潜值 有 无全球变暖潜值 340/1700 0/3大气中的寿命（年） 11.9 1制冷性能 好 极好能源效率 中等 高功耗 中等 低压缩比 2.85 2.54气化潜热值 j/g 233 4282. 特性氟利昂是 一 种 透 明 、 无 味 、 低 毒 、 不 易 燃 烧 、 爆 炸 和 化 学 性 稳 定 的 制 冷 剂 ， 但 其危 害 到 臭 氧 层 ， 并 且 加 快 温 室 效 应 的 扩 大 。 不 同 的 化 学 组 成 和 结 构 的 氟 里 昂 制 冷 剂 热力 性 质 相 差 很 大 ， 可 适 用 于 高 温 、 中 温
7、 和 低 温 制 冷 机 ， 以 适 应 不 同 制 冷 温 度 的 要 求 。 氟利 昂 对 水 的 溶 解 度 小 ， 制 冷 装 置 中 进 入 水 分 后 会 产 生 酸 性 物 质 ， 并 容 易 造 成 低 温 系 统的 “冰 堵 ”， 堵 塞 节 流 阀 或 管 道 。 另 外 ， 为 避 免 氟 里 昂 与 天 然 橡 胶 起 作 用 ， 其 装 置 一般 采 用 丁 晴 橡 胶 作 垫 片 或 密 封 圈 。碳 氢 制 冷 剂 市 面 上 有 很 多 种 ， 其 最 具 代 表 性 的 当 属 HCR22 碳 氢 制 冷 剂 。 碳 氢制 冷 剂 主 要 是 节 能 和 环
8、保 这 两 大 优 点 ： 用 HCR22 的 空 调 要 比 用 R22 的 空 调 省 电 15%至 35%左 右 ； 碳 氢 制 冷 剂 属 于 天 然 工 质 ， 因 此 对 大 气 无 污 染 、 对 臭 氧 层 无 破 坏 和 温 室效 应 几 乎 为 零 。 概 括 起 来 ， 碳 氢 制 冷 剂 的 特 性 主 要 包 括 ： 完 全 环 保 ， 经 济 实 惠 ， 高 效节 能 ， 制 冷 性 好 ， 油 混 率 高 ， 灌 充 方 便 ， 用 途 广 泛 ， 适 应 性 强 ， 完 全 达 标 。表 2 碳 氢 制 冷 剂 的 特 性1. 完全环保 天 然 成 分 ， 来
9、源 纯 正 ， 深 度 净 化 ， 精 密 配 制 ， 不 损 害 臭 氧层 ， 无 温 室 效 应2. 经济实惠 用 量 只 是 R22、 R502 等 的 40%-55%3. 高效节能 凝 固 点 低 ， 蒸 发 潜 热 更 大 ； 等 熵 压 缩 比 功 小 ； 分 子 量 小 ，流 动 性 好 ， 输 送 压 力 更 低 。 节 能 率 可 达 15-35%。4. 制冷性好 HCR22 碳 氢 制 冷 剂 单 位 容 积 、 单 位 质 量 的 制 冷 量 极 大 ， 冷凝 器 和 蒸 发 器 的 换 热 性 能 高 ， 缩 短 空 调 压 缩 机 的 制 冷 时 间5. 油混率高 与
10、 所 有 常 用 冷 冻 润 滑 油 （ 矿 物 润 滑 油 ， 合 成 润 滑 油 ） 兼 容 ，无 毒 ， 对 金 属 和 耐 油 橡 胶 均 无 腐 蚀 性6. 灌充方便 在 大 多 数 情 况 下 ， 不 论 什 么 类 型 的 冰 箱 、 家 用 空 调 、 中 央空 调 和 其 他 制 冷 设 备 换 用 HCR22， 都 无 需 进 行 改 装7. 用途广泛 冰 箱 、 家 用 空 调 、 中 央 空 调 、 冷 藏 车 等 制 冷 系 统 。8. 适应性强 对 酷 热 气 候 具 有 独 到 的 适 应 性 。9. 完全达标 符 合 欧 洲 标 准 ， 澳 大 利 亚 、 新
11、西 兰 标 准 ， 属 无 氟 、 高 效 、节 能 、 环 保 产 品 。3. 应用现状对臭氧层变薄的关注日益提上议程，导致了 CFC 和 HCFC 族制冷剂的淘汰。我国也在2010 后全面禁止氟利昂的使用。根据我国国家方案中雪种淘汰时间表，自 1999 年 7月 1 日 ， CFCs 的 年 生 产 和 消 费 量 分 别 冻 结 在 1995-1997 年 3 年 的 平 均 水 平 ； 自 2005年 1 月 1 日 ， 消 减 冻 结 水 平 的 50%； 自 2007 年 1 月 1 日 消 减 冻 结 水 平 的 85%； 到2010 年 ， 全 面 禁 止 生 产 和 使 用
12、氟 利 昂 。与 此 同 时 ， 我 国 也 在 研 究 使 用 碳 氢 制 冷 剂 作 为 新 型 的 空 调 制 冷 剂 。 碳 氢 制 冷 剂 已 经在 欧 美 和 亚 洲 的 许 多 国 家 被 广 泛 使 用 ， 德 国 的 冰 箱 、 冷 藏 、 冷 冻 库 有 95%的 制 冷 设备 都 已 采 用 碳 氢 制 冷 剂 ， 英 国 一 些 大 的 连 锁 超 市 中 ， 80%的 冰 柜 都 已 采 用 碳 氢 剂 制 冷 ，亚 洲 的 泰 国 、 新 加 坡 、 印 度 、 马 来 西 亚 等 国 家 ， 碳 氢 制 冷 剂 已 在 中 央 空 调 和 大 型 制 冷 设备 中
13、 广 泛 使 用 。 就 国 内 来 说 ， 深圳已从去年开始开展了碳氢制冷剂在家用空调领域的应用试点，海 尔 、 科 龙 出 口 欧 洲 的 冰 箱 、 空 调 大 都 是 采 用 碳 氢 制 冷 。 2010 年 9 月 14 日 ，国 家 环 保 部 相 关 人 士 表 示 ， 为 应 对 环 境 恶 化 和 地 球 危 机 ， 我 国 在 2011 年 将 全 面 推 广使 用 HCR22 节 能 环 保 制 冷 剂 。 刚 刚 过 去 的 “第二十三届国际制冷、空调、供暖、通风及食品冷冻加工展览会”也表明了碳氢制冷剂“一枝独秀”的迹象。目前，我国市场上拥有碳氢制冷剂产品的企业主要有、
14、美的、格力、海尔、科龙等，拥有此项技术的专业生产商则包括澳大利亚海之鸥、江苏金碳、江森自控、南京佳冰等多个厂家。4. 碳 氢 制 冷 剂 的 发 展 趋 势碳 氢 制 冷 剂 被 公 认 为 具 有 明 显 的 环 保 优 势 ， 而 且 节 能 效 果 十 分 突 出 。 从 世 界 范 围来 看 ， 许 多 国 家 和 地 区 将 碳 氢 制 冷 剂 用 于 冰 箱 、 家 用 空 调 和 中 央 空 调 等 制 冷 系 统 中 的使 用 比 率 在 逐 渐 扩 大 。 就 中 国 的 情 况 来 说 ， 随着全球范围内“禁止 HFCs 制冷剂”运动的推进，以及近两年来国内对碳氢制冷剂限制的逐步放开，碳氢制冷剂在中国市场取代氟利昂的步伐正迅速加快。按照蒙特利尔议定书的规定，中国将最终在 2030 年前基本淘汰现有广泛采用的 R22 氟利昂制冷剂使用，随之而来的将是一个全新的碳氢制冷时代。三 小 结目前，保护臭氧层的形式日益严峻，对温室效应的控制也不可掉以轻心，从环境保护方面来看，碳氢制冷无疑是制冷行业未来发展的主要方向。然而，我国对于碳氢制冷的研究处于起步阶段，在市场上，澳大利亚海之鸥凭借国际领先的研发团队和技术实力暂时处于竞争领先地位，这更加需要国内企业加快研发进度与力度，在节能性、兼容性、适应性等方面提升产品，以实现节能目标和低碳环保形象的双重提升。
