1. 介紹
CFC制冷劑曾經(jīng)被認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)，正在嚴重地破壞地球的生態(tài)。在設(shè)計建筑物時，制冷劑從曾經(jīng)很少被討論，突然變成了設(shè)計師的主要考慮事項。
當HVAC 設(shè)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(shè)備采購決策者經(jīng)常無所適從。
雖然CFC問題已經(jīng)非常清楚了，但還有許多問題需要說明。本手冊希望能提供詳盡的制冷劑相關(guān)知識，以對制冷劑如何影響我們的產(chǎn)品及個人的生活加強理解。
2. 什么是制冷劑
在上個千年結(jié)束的時候，曾排出了名目繁多的十大排行榜，包括一個二十世紀最偉大發(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，因為如果沒有制冷，食物保存將不可能。另外，也不可能有高層建筑或現(xiàn)代保健設(shè)施。
韋氏詞典把制冷劑定義成“在制冷循環(huán)中使用的或像冰用于直接冷卻的一種物質(zhì)”。HVAC工業(yè)的業(yè)外人士可能會把制冷劑描述成空調(diào)器中使用的某種流體。HVAC工業(yè)的許多業(yè)內(nèi)人士將馬上想到CFC族物質(zhì)（氯氟碳）。
以上這些定義都是對的，但制冷劑比那些物質(zhì)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“天然”制冷劑而為人所知。易燃物質(zhì)如丙烷和異丁烷也被作為制冷劑使用。對于鹵代烴物質(zhì)如CFC, HCFC 和 HFC族物質(zhì)，更是受到廣泛歡迎的制冷劑。ASHRAE標準34《制冷劑命名和安全分類》列出了100多種制冷劑，盡管其中許多并不在常規(guī)商業(yè)HVAC中使用。
制冷劑是化學物質(zhì)。一些物質(zhì)，被認為是制冷劑（如R-141b），實際上卻廣泛應(yīng)用于諸如發(fā)泡劑場合，其實很少用于冷卻場合。
1. 制冷劑發(fā)展歷史
十九世紀中葉出現(xiàn)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(yīng)用限于工業(yè)過程。多數(shù)食物仍用冬天收集或工業(yè)制備的冰塊來保存。
二十世紀初，制冷系統(tǒng)開始作為大型建筑的空氣調(diào)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(diào)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（和二氧化硫相比時）并且能效高。該機器于1931年開始商業(yè)生產(chǎn)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(diào)的紀元。
20世紀30年代，一系列鹵代烴制冷劑相繼出現(xiàn)，杜邦公司將其命名為氟利昂（Freon）。這些物質(zhì)性能優(yōu)良、無毒、不燃，能適應(yīng)不同的溫度區(qū)域，顯著地改善了制冷機的性能。幾種制冷劑在空調(diào)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(diào)工業(yè)從幼小成長為幾十億美元的產(chǎn)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工業(yè)產(chǎn)量的98%。
到1970年代中期, 對臭氧層變薄的關(guān)注浮出水面，CFC族物質(zhì)可能要承擔部分責任。這導(dǎo)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族作為過渡方案繼續(xù)使用并將逐漸淘汰。
在1990年代，全球變暖對地球生命構(gòu)成了新的威脅。雖然全球變暖的因素很多，但因為空調(diào)和制冷耗能巨大（美國建筑物耗能約占總能耗的1/3），且許多制冷劑本身就是溫室氣體，制冷劑又被列入了討論范圍。雖然ASHRAE標準34把許多物質(zhì)分類為制冷劑，但只有少部分用于商業(yè)空調(diào)。下面是現(xiàn)在仍在使用或過去曾用過的常用制冷劑的一個快速瀏覽。 表1提供了常用制冷劑的技術(shù)數(shù)據(jù).
3. 常用制冷劑
1. 介紹
CFC制冷劑曾經(jīng)被認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)，正在嚴重地破壞地球的生態(tài)。在設(shè)計建筑物時，制冷劑從曾經(jīng)很少被討論，突然變成了設(shè)計師的主要考慮事項。
當HVAC 設(shè)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(shè)備采購決策者經(jīng)常無所適從。
雖然CFC問題已經(jīng)非常清楚了，但還有許多問題需要說明。本手冊希望能提供詳盡的制冷劑相關(guān)知識，以對制冷劑如何影響我們的產(chǎn)品及個人的生活加強理解。
2. 什么是制冷劑
在上個千年結(jié)束的時候，曾排出了名目繁多的十大排行榜，包括一個二十世紀最偉大發(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，因為如果沒有制冷，食物保存將不可能。另外，也不可能有高層建筑或現(xiàn)代保健設(shè)施。
韋氏詞典把制冷劑定義成“在制冷循環(huán)中使用的或像冰用于直接冷卻的一種物質(zhì)”。HVAC工業(yè)的業(yè)外人士可能會把制冷劑描述成空調(diào)器中使用的某種流體。HVAC工業(yè)的許多業(yè)內(nèi)人士將馬上想到CFC族物質(zhì)（氯氟碳）。
以上這些定義都是對的，但制冷劑比那些物質(zhì)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“天然”制冷劑而為人所知。易燃物質(zhì)如丙烷和異丁烷也被作為制冷劑使用。對于鹵代烴物質(zhì)如CFC, HCFC 和 HFC族物質(zhì)，更是受到廣泛歡迎的制冷劑。ASHRAE標準34《制冷劑命名和安全分類》列出了100多種制冷劑，盡管其中許多并不在常規(guī)商業(yè)HVAC中使用。
制冷劑是化學物質(zhì)。一些物質(zhì)，被認為是制冷劑（如R-141b），實際上卻廣泛應(yīng)用于諸如發(fā)泡劑場合，其實很少用于冷卻場合。
1. 制冷劑發(fā)展歷史
十九世紀中葉出現(xiàn)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(yīng)用限于工業(yè)過程。多數(shù)食物仍用冬天收集或工業(yè)制備的冰塊來保存。
二十世紀初，制冷系統(tǒng)開始作為大型建筑的空氣調(diào)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(diào)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（和二氧化硫相比時）并且能效高。該機器于1931年開始商業(yè)生產(chǎn)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(diào)的紀元。
20世紀30年代，一系列鹵代烴制冷劑相繼出現(xiàn)，杜邦公司將其命名為氟利昂（Freon）。這些物質(zhì)性能優(yōu)良、無毒、不燃，能適應(yīng)不同的溫度區(qū)域，顯著地改善了制冷機的性能。幾種制冷劑在空調(diào)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(diào)工業(yè)從幼小成長為幾十億美元的產(chǎn)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工業(yè)產(chǎn)量的98%。
到1970年代中期, 對臭氧層變薄的關(guān)注浮出水面，CFC族物質(zhì)可能要承擔部分責任。這導(dǎo)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族作為過渡方案繼續(xù)使用并將逐漸淘汰。
在1990年代，全球變暖對地球生命構(gòu)成了新的威脅。雖然全球變暖的因素很多，但因為空調(diào)和制冷耗能巨大（美國建筑物耗能約占總能耗的1/3），且許多制冷劑本身就是溫室氣體，制冷劑又被列入了討論范圍。雖然ASHRAE標準34把許多物質(zhì)分類為制冷劑，但只有少部分用于商業(yè)空調(diào)。下面是現(xiàn)在仍在使用或過去曾用過的常用制冷劑的一個快速瀏覽。 表1提供了常用制冷劑的技術(shù)數(shù)據(jù).
3. 常用制冷劑
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