14 / 12 / 2017 by IDW

多年来,合成制冷剂一直是商用制冷行业的中流砥柱。在本文中,我们将讨论人造制冷剂是什么,为什么它们在商业制冷应用中如此受欢迎,以及使用它们的优缺点。在这样做的同时,我们也将研究天然制冷剂在现代制冷应用中的复兴,以及为什么许多制造商将自然制冷剂转向人造制冷剂作为他们最新的生产线。

现代世界中最流行的合成制冷剂是含氯氟烃(CFCs),氢氟烃(HFCs)和氢氯氟烃(HCFCs)。当首次开始使用合成制冷剂时,由于当时的技术限制,它们比其他天然制冷剂更有效地运行。合成制冷剂比其天然的另一个优点是内在的稳定性。合成制冷剂不易燃,在火灾引起关注的传统系统中更安全。

不幸的是,合成制冷剂有一些严重的缺点,目前仍在世界范围内处理。自实施“蒙特利尔议定书”以来,氟氯化碳和氟氯烃的使用受到严格管制。 “蒙特利尔议定书”试图遏制在二十世纪七十年代末和八十年代期间被记录的臭氧层日益严重的破坏。 “蒙特利尔议定书”于1989年制定,专门针对臭氧消耗潜能值高的制冷剂,其中包括氟氯化碳和氟氯烃。作为替代,商业制冷制造商转而使用对臭氧层没有影响的氢氟碳化合物,同时仍然保持合成制冷剂固有的低可燃性水平。氢氟碳化合物直到今天仍在使用,尽管目前正在逐步淘汰氢氟碳化合物,因为它们具有高全球升温潜能(GWP),并且已被证明有助于全球变暖。

氢氟碳化合物在未来几十年的逐步淘汰推动了商用制冷设备制造商寻求低消耗臭氧潜能值,低全球升温潜能值的新制冷剂,同时提高了其单位内的效率。氢氟碳化合物的一种合成替代品是氢氟烯烃(HFO)。与其他流行的合成制冷剂不同,氢氟烯烃的全球升温潜能值和消耗臭氧潜能值非常低,使其对全球变暖和臭氧消耗的贡献大大降低。然而,在商业制冷行业使用氢氟烯烃是有争议的。 HFO的支持者认为,由于其非易燃性,它们是比其他天然替代品更安全的合成制冷剂,而且比其他合成替代品更环保。那些反对氢氟烯烃的人认为,它们会在大气中产生一种有毒的副产品三氟乙酸(TFA),特别是在流域和水生环境中可能产生有害的影响。此外,氢氟烯烃的生产需要合成氟氯烃,所以为了大规模生产氢氟烯烃,制造商也需要持续生产氟氯烃。由于TFA在自然和人为的环境中都出现在环境中,人们担心随着时间的推移,HFO的广泛使用会导致危险的高浓度。

合成制冷剂的负面影响,以及越来越限制其使用的监管变化,使商业制冷制造商能够寻求替代天然物质。最常见的天然制冷剂包括碳氢化合物(HC),异丁烷,丙烷,氨和二氧化碳。尽管这些制冷剂中的一些早在19世纪末和20世纪初就已经被使用,但随着合成制冷剂的普及,它们的使用变得黯然失色。在使用初期,天然制冷剂过于不稳定,不能广泛应用,因为其易燃性和设计制造中的技术限制导致了有时危险的应用。然而,商业制冷设备制造商正在回归这些物质,作为气候变化的解决方案,并要求日益高效的制冷设备。现代商业制冷设计使制造商能够在封闭系统中使用HC等天然制冷剂,这与使用合成制冷剂的系统一样安全。使用天然制冷剂的商用制冷设备能够更高效地运行,从而降低最终用户的能源成本,并减少设备本身的工作量。碳氢化合物等天然制冷剂也比合成替代品更加环保,这使得商业制冷设备制造商能够设计未来能够抵御进一步监管变化的冷却器。