多年來，合成製冷劑一直是商業製冷行業的支柱。 在本文中，我們將討論什麼是人造製冷劑、為什麼它們在商業製冷應用中如此受歡迎，以及使用它們的優缺點。 在此過程中，我們還將了解天然製冷劑如何在現代製冷應用中復興，以及為什麼許多製造商在其最新產品線中轉向使用天然製冷劑而不是人造製冷劑。
現代世界中最常用的合成製冷劑是氯氟烴 (CFC)、氫氟烴 (HFC) 和氫氯氟烴 (HCFC)。 當合成製冷劑剛開始使用時，由於當時的技術限制，它們比其他天然製冷劑運行效率更高。 合成製冷劑相對於天然製冷劑的另一個優勢是固有的穩定性。 合成製冷劑不易燃，使其在存在火災隱患的遺留系統中更加安全。
不幸的是，合成製冷劑有幾個顯著的缺點，世界各地仍在處理這些缺點。 自引入蒙特利爾議定書以來，CFC 和 HCFC 的使用受到嚴格監管。 《蒙特利爾議定書》試圖遏制 1970 年代後期和 1980 年代期間記錄的臭氧層日益嚴重的破壞。 蒙特利爾議定書於 1989 年頒布，專門針對具有高臭氧消耗潛能值 (ODP) 的製冷劑，其中包括 CFC 和 HCFC。 作為替代方案，商業製冷製造商轉向氫氟碳化合物，它對臭氧層沒有影響，同時仍保持合成製冷劑固有的低可燃性水平。 氫氟碳化合物至今仍在使用，但由於它們具有高全球變暖潛能值 (GWP) 並已被證明會導致全球變暖，因此現在正在逐步淘汰它們的使用。
在接下來的幾十年中，氫氟碳化合物的逐步淘汰促使商業製冷製造商尋找具有低 ODP、低 GWP 的新型製冷劑，同時還能提高其設備的效率。 正在探索的一種 HFC 的合成替代品是氫氟烯烴 (HFO)。 與其他流行的合成製冷劑不同，HFO 的 GWP 和 ODP 非常低，因此它們對全球變暖和臭氧消耗的貢獻要低得多。 然而，氫氟烯烴在商業製冷行業的使用存在爭議。 HFOs 的支持者認為，由於其不易燃的特性，它們代表了一種比某些天然替代品更安全的合成製冷劑，同時也比其他合成替代品更環保。 反對氫氟烯烴的人認為，氫氟烯烴會在大氣中產生一種名為三氟乙酸 (TFA) 的有毒副產品，這可能會產生不利影響，尤其是在流域和水生環境中。 此外，HFOs 的生產需要 HCFCs 的合成，因此為了大規模生產 HFOs，製造商也需要持續生產 HCFCs。 由於 TFA 存在於自然和人造來源的環境中，因此人們擔心 HFO 的廣泛使用可能會隨著時間的推移導致危險的高濃度。
合成製冷劑的負面影響，加上越來越多地限制其使用的監管變化，使得商業製冷製造商能夠尋找替代的天然物質。 最常見的天然製冷劑包括碳氫化合物 (HC)、異丁烷、丙烷、氨和二氧化碳。 儘管其中一些製冷劑早在 02 世紀末就已使用th 和早期20th 世紀，隨著合成製冷劑的日益普及，它們的使用變得黯然失色。 在早期使用期間，天然製冷劑太不穩定而無法廣泛應用，因為它們的易燃性和設計和製造方面的技術限制有時會導致危險的應用。 然而，商業製冷製造商正在重新使用這些物質，作為應對氣候變化和對越來越高效的製冷裝置的需求的解決方案。 現代商用冰箱設計使製造商能夠在封閉系統中使用碳氫化合物等天然製冷劑，這與使用合成製冷劑的系統一樣安全。 使用天然製冷劑的商用製冷裝置能夠更高效地運行，從而降低最終用戶的能源成本並減少裝置本身的工作量。 碳氫化合物等天然製冷劑也比合成替代品更環保，這使得商業製冷製造商能夠設計出能夠應對未來監管變化的冷卻器。
