隨著監管環境的現代轉變以及為減少全球變暖和臭氧消耗而採取的嚴厲措施，製冷製造商一直致力於使用具有低全球變暖潛能值 (GWP) 和臭氧消耗潛能值 (ODP) 的製冷劑。 這些“綠色”製冷劑中最重要的是碳氫化合物 (HC) 和二氧化碳 (CO2)，它們在世界範圍內的使用量激增。 要了解為什麼這些製冷劑目前很受歡迎，特別是為什麼 HC 已成為現代世界中二氧化碳的首選製冷劑，需要了解它們的使用歷史和當今的使用方式。
CO2 和 HC 作為製冷劑的歷史
CO2 和 HC 在今天作為綠色製冷劑復興的背後，都有作為製冷劑使用的悠久歷史。 儘管在 2 世紀中期左右開始試驗使用 CO19 作為製冷劑th 世紀，第一台圍繞利用它設計的壓縮機直到 1886 年才由 Franz Windhauzen 推出。[1] 當時大多數製冷裝置都使用氨或二氧化硫，這些都是劇毒化學品，也會在故障系統中引起爆炸。[2] 基於氨的系統也非常低效且更昂貴，進一步增加了向 CO2 過渡的吸引力。[3] 另一方面，CO2 價格低廉、無毒且不易燃，因此可用於各種不同的製冷應用。 特別是，使用小型壓縮機的系統，例如廚房、餐廳、輪船和醫院的食品儲藏室，是基於 CO2 的製冷裝置的理想選擇。 隨著設計的不斷發展，人們開始看到在食品儲存之外使用二氧化碳，酒店、劇院和餐廳的舒適系統通常使用這種裝置。[4]
與基於 CO2 和氨的製冷系統競爭，基於 HC 的系統在整個 20 世紀初期都在使用th 世紀也是。 HC 早在 1867 年就首次用作製冷劑，並且在 1930 年代引入含氯氟烴 (CFC) 製冷劑之前一直在有限的水平上使用。[5] 許多不同的約束在 HC 的早期開始時限制了它們的使用，並且直到最近才繼續限制它們的使用。 首先，HC 的易燃性和揮發性高於當時的其他製冷劑，並且存在允許安全廣泛實施基於 HC 的設備的技術限制。[6]
今天的碳氫化合物
當今常用製冷劑（例如氯氟烴 (CFC)、氫氯氟烴 (HCFC) 和氫氟烴 (HFC)）對環境的影響，以及限製或取消其使用的法規變化，導致人們對 HC 製冷劑的興趣和使用重新抬頭。 有許多不同的碳氫化合物用作製冷劑，包括丙烷、丁烷、丙烯、環丙烷、異丁烯和二甲醚。 這些物質主要由氫和碳組成，是天然存在的物質，可以作為蒸餾的副產品生產。 這使得它們廣泛可用且廉價地用作製冷劑。
然而，使用碳氫化合物作為製冷劑最吸引人的方面是它們對環境的影響； 它們的 ODP 為零，GWP 非常低。 儘管碳氫化合物毒性低且對環境影響小，但直到最近，由於其易燃性，碳氫化合物作為製冷劑的使用受到限制。[7] 然而，經過適當處理並在封閉系統內，HC 已被證明是 HFC 和其他對環境不利的製冷劑的安全替代品。[8] 此外，當在某些系統中用作直接替代品時，HC 已被證明比不太環保的製冷劑更有效。[9]
使用碳氫化合物替代對環境有害的製冷劑對消費者和環境都是一個積極的方向。 HC 的成本較低，對人類和環境的毒性較小，並且比其他系統運行效率更高。 世界上其他國家已經開始過渡到基於碳氫化合物的系統，尤其是印度和中國開始在家用冰箱中廣泛使用碳氫化合物。[10] 隨著越來越多的國家繼續採用碳氫化合物，製冷機組的效率從大型的兩倍或 單門冰箱 到小型檯面冷卻器，將會增加，同時對環境的影響將繼續減少。
[1] William S. Bodinus，“二氧化碳系統的興衰”， ASHRAE 雜誌 1999 年 37 月：XNUMX。
[2] 同上38。
[3] George C. Briley，“製冷史”， ASHRAE 雜誌 2004 年 32 月：XNUMX。
[4] Bodinus，“二氧化碳系統”，38-42。
[5] K. Harby，“碳氫化合物及其混合物作為對環境不利的滷化製冷劑的替代品：更新概述”， 可再生和可持續能源評論 73（2017）：1250。
[6] 同上，1250-1252。
[7] 同上1250。
[8] “阿拉伯聯合酋長國：環境友好型製冷劑有助於減緩全球變暖。” 梅納報告，十二月22，2016。 背景下的全球問題。
[9] K. Harby，“碳氫化合物及其混合物”，1253-1262。
[10] 同上1252。
