随着监管环境的现代转变以及为减少全球变暖和臭氧消耗而采取的严厉措施，制冷制造商一直致力于使用具有低全球变暖潜能值 (GWP) 和臭氧消耗潜能值 (ODP) 的制冷剂。 这些“绿色”制冷剂中最重要的是碳氢化合物 (HC) 和二氧化碳 (CO2)，它们在世界范围内的使用量激增。 要了解为什么这些制冷剂目前很受欢迎，特别是为什么 HC 已成为现代世界中二氧化碳的首选制冷剂，需要了解它们的使用历史和当今的使用方式。
CO2 和 HC 作为制冷剂的历史
CO2 和 HC 在今天作为绿色制冷剂复兴的背后，都有作为制冷剂使用的悠久历史。 尽管在 2 世纪中期左右开始试验使用 CO19 作为制冷剂th 世纪，第一台围绕利用它设计的压缩机直到 1886 年才由 Franz Windhauzen 推出。[1] 当时大多数制冷装置都使用氨或二氧化硫，这些都是剧毒化学品，也会在故障系统中引起爆炸。[2] 基于氨的系统也非常低效且更昂贵，进一步增加了向 CO2 过渡的吸引力。[3] 另一方面，CO2 价格低廉、无毒且不易燃，因此可用于各种不同的制冷应用。 特别是，使用小型压缩机的系统，例如厨房、餐厅、轮船和医院的食品储藏室，是基于 CO2 的制冷装置的理想选择。 随着设计的不断发展，人们开始看到在食品储存之外使用二氧化碳，酒店、剧院和餐厅的舒适系统通常使用这种装置。[4]
与基于 CO2 和氨的制冷系统竞争，基于 HC 的系统在整个 20 世纪初期都在使用th 世纪也是。 HC 早在 1867 年就首次用作制冷剂，并且在 1930 年代引入含氯氟烃 (CFC) 制冷剂之前一直在有限的水平上使用。[5] 许多不同的约束在 HC 的早期开始时限制了它们的使用，并且直到最近才继续限制它们的使用。 首先，HC 的易燃性和挥发性高于当时的其他制冷剂，并且存在允许安全广泛实施基于 HC 的设备的技术限制。[6]
今天的碳氢化合物
当今常用制冷剂（例如氯氟烃 (CFC)、氢氯氟烃 (HCFC) 和氢氟烃 (HFC)）对环境的影响，以及限制或取消其使用的法规变化，导致人们对 HC 制冷剂的兴趣和使用重新抬头。 有许多不同的碳氢化合物用作制冷剂，包括丙烷、丁烷、丙烯、环丙烷、异丁烯和二甲醚。 这些物质主要由氢和碳组成，是天然存在的物质，可以作为蒸馏的副产品生产。 这使得它们广泛可用且廉价地用作制冷剂。
然而，使用碳氢化合物作为制冷剂最吸引人的方面是它们对环境的影响； 它们的 ODP 为零，GWP 非常低。 尽管碳氢化合物毒性低且对环境影响小，但直到最近，由于其易燃性，碳氢化合物作为制冷剂的使用受到限制。[7] 然而，经过适当处理并在封闭系统内，HC 已被证明是 HFC 和其他对环境不利的制冷剂的安全替代品。[8] 此外，当在某些系统中用作直接替代品时，HC 已被证明比不太环保的制冷剂更有效。[9]
使用碳氢化合物替代对环境有害的制冷剂对消费者和环境都是一个积极的方向。 HC 的成本较低，对人类和环境的毒性较小，并且比其他系统运行效率更高。 世界上其他国家已经开始过渡到基于碳氢化合物的系统，尤其是印度和中国开始在家用冰箱中广泛使用碳氢化合物。[10] 随着越来越多的国家继续采用碳氢化合物，制冷机组的效率从大型的两倍或 单门冰箱 到小型台面冷却器，将会增加，同时对环境的影响将继续减少。
[1] William S. Bodinus，“二氧化碳系统的兴衰”， ASHRAE 杂志 1999 年 37 月：XNUMX。
[2] 同上38。
[3] George C. Briley，“制冷史”， ASHRAE 杂志 2004 年 32 月：XNUMX。
[4] Bodinus，“二氧化碳系统”，38-42。
[5] K. Harby，“碳氢化合物及其混合物作为对环境不利的卤化制冷剂的替代品：更新概述”， 可再生和可持续能源评论 73（2017）：1250。
[6] 同上，第1250-1252页。
[7] 同上1250。
[8] “阿拉伯联合酋长国：环境友好型制冷剂有助于减缓全球变暖。” 梅纳报告，十二月22，2016。 背景下的全球问题。
[9] K. Harby，“碳氢化合物及其混合物”，1253-1262。
[10] 同上1252。
