制冷剂对环境的影响及发展趋势

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第34卷 第5期 技 术 与 创 新 管 理2013年 09月 TECHNOLOGY AND INNOVATION MANAGEMENTVo1．34 No．5Sep．2013【综制冷剂对环境的影响及发展趋势郭 辉(西安中体实业有限公司，陕西 西安710068)摘 要：随着国民经济的发展和生活水平的不断提高，人们在享受制冷荆带来的正面效应同时，开始对其带来的负面效应——环境问题产生了质疑和关注，并对未来新型环保绿色制冷剂进行深入的探索和研究。制冷剂从始到今的发展经历了三个阶段，他们对环境的影响主要表现在对臭氧层的破坏和温室效应引起的气候变暖。在可持续发展观念指引下，人们对新型环保制冷剂提出了更高的要求，以此展望今后制冷剂的发展趋势主要是节能和环保，希望对未来新型环保绿色制冷荆和替代产品的研发和利用提供依据和指导。

关键词：制冷荆；臭氧层 ；温室效应；环保；节能中图分类号：TH 12 文献标识码 ：A 文章编号：1672—7312(2013)05—0497—03The Impact on the Environment and Development Trend of RefrigerantGU0 Hui(Xi’an Zhongti Industrial Company，Ltd．Xi’an 710068，China)Abstract：With the development of the national economy and the continuous improvement of living standards，people areenjoying the positive efects brought by refrigerant，while they began to question and focus on the negative efect：environ-mental problems，and carried on exploration and research on the future of new environment-friendly refrigerant．The refrig—eran t has experienced three stages from the beginning to today’S development．Their impact on the environment mainlycaused in the destruction of the ozone layer and the greenhouse efect of climate warming．Under the guidance of the con—cept of the sustainable development，people put forward higher requirements for the new environmental protection refriger-ant，the prospects of future development tI_end of refrigerant is energy saving and environmental protection，hope for provi—ding some basis and gu ides about the R ＆ D and use of the new green refrigerant and alternative products.

Key
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words：refrigerant；ozonosphere；greenhouse efect；environmental protection1 引 言随着国民经济的发展和现代科技水平的不断提高，制冷技术几乎已经渗透到了各个生产、科研领域 ，其在改善人类的生活质量方面发挥着巨大的作用。同时，空调制冷技术对环境所造成的影响也越来越引起人们的关注，新型环保绿色制冷剂的探索和研发迫在眉睫。文章在回顾制冷剂发展历程的同时，总结了常用空调制冷剂的种类及对环境所造成的负面影响，并对新型环保制冷剂提出了更高的要求 ，以此展望今后制冷剂的发展趋势，希望对未来新型环保绿色制冷剂和替代产品的研发和利用提供依据和指导。

2 制冷剂的发展史制冷剂经历了一个多世纪发展。制冷剂的发展主要经历了三个阶段：第一阶段，从 1830年到 1930年，主要采用NH，、CO 、H 0等作为制冷剂，它们有的有毒，有的可燃，有的效率低，用了约100年的时间。

收藕目期：2013—06—20作者简介：郭 辉(1963一)，男，陕西永寿人，工程师，主要从事暖通专业技术工作· 498· 技 术 与 创 新 管 理 第34卷第二阶段，从 1930年到 1990年，主要采用 CF.

cs和HCFCs制冷剂，无毒，无气味，不易燃烧，化学性质稳定，生产成本低，但CFCs会在大气中分裂并释放出破坏臭氧层的氯原子第三阶段，人类为了保护自己的生存环境，防止臭氧层破坏和减小温室效应呼声越来越高，制冷剂进入的更新替代的年代，从 1990年至今，进入了以HFCs(含氟烃)为主的时期。

3 常用制冷剂的种类随着国民经济和科技水平的发展，人们在享受生活质量水平不断提高的同时，却开始被各类噪声、污水、食品添加剂、大气污染等环境污染所困扰。而能为我们带来舒适和清爽的制冷设备，其运行系统中的制冷剂，同样是破坏大气环境的元凶之一。回顾制冷剂的发展历程，常用的空调制冷业制冷剂见表 1。

表 1 空调制冷业常用制冷剂制冷用途 制冷剂 替代品商用、家用空调系统 HcFcm22 HFc混合制冷剂大型冷水机组 cFc一12 HCFc—_22 HFC-134a家电制冷 CFc—l 1 R502 HcFc一123低温冷冻机组 cFc一12 R502 R600aHFC-134a各类冷库 HCFC-22 NH3 HFC混合制冷剂HFC一 134a各类冷柜 、汽车空调 cFc一12 HcFc
一 混合制冷剂空调制冷业从上世纪 3O年代 以来，CFCs和HCFCs类为主要的制冷工质。这类制冷工质均为人工化学物，包括氟，氯，溴等元素会取代碳氢化合物的氢原子(常见的碳氢化合物有甲烷、丙烷)，形成稳定状态，如常用于冷库，冷水机组，家用冰柜的制冷剂 R12，化学式为 CCL：F ；用于中央空调系统，家用空调的制冷剂 R22，化学式为 CHCLF 。由于空调制冷设备在检修或清洗，管道系统意外破裂，导致制冷剂泄漏，造成 CFC类原子渗人大气中，并且随风飘扬，进入大气层中因紫外线及高温照射，会分解为氟，氯，溴，碳等原子，破坏臭氧层。

4 常用制冷剂对环境的影响常用制冷剂对环境的影响主要表现在对臭氧层的破坏和温室效应引起的气候变暖。平流层中臭氧浓度的动态平衡是保证全球环境因素之一，假如遭到破坏将严重影响全球环境。臭氧 0 可吸收或反射紫外线，从而避免紫外线进入地球表面。而由于世界各地对 CFC类及其他化学废弃的不断排放，使其进人大气层中，形成氯，溴离子，四处浮游，会和氧离子结合，则大气层中的氧离子逐渐减少，使臭氧层遭到破 坏，将使到达地球 的紫外线辐射量增加5％一l0％，造成对人类及动、植物的直接伤害。同时 CFCs、HCFCs和 HFCs制冷剂都被认为是温室气体，它们对全球气候变暖影响的大小，取决于它们吸收红外能量的能力和它们在大气中延续的时间，可用 GWP(全球变暖潜值)来度量它们对全球变暖作用的大小。由于臭氧层的破坏和温室效应的产生，其对人类及环境造成的直接危害有：4．1 皮肤癌大气层紫外线穿透量增大，影响人类健康，一定程度上能降低人类免疫反应系统性能，增加皮肤癌、眼白内障发病率。根据医学报告：紫外线增加后 ，使常接受日光浴者和户外工作者患皮肤癌的几率大为增加。据专业人员估计臭氧层减少 1％，皮肤癌罹患率将提高3％_-6％。

4．2 海平面上升由于温室效应，已使海平面由 1 900年到 目前为止上升 100 l,／lm以上。而酷热气候将导致冰山融化使海平面上升。以我国青藏高原为例，在 4 000米之上大约有 4．629 8万座冰山，在过去的 20年里，该地区气温已升了 1．1℃。在地球上有两块大的冰块，南极洲和格陵兰，据探查，1992年到 2002年十年的时间所融化掉的量小于 2002年到 2005年这三年时间融化的量。科学家预估，这两处冰块融掉后，海平面将上升70 nl，也就是说沿海地区、城市都会沉在海底。

4．3 温度上升同 1900年比较，现在全球陆地、海洋的温度大约升高了 0．8℃。国际气候变化政府间委员会(IPCC)第4次评估报告(AR4)反映了最近科学界的共识，即：“气候系统变暖是无可争辩的事实，全球平均空气与海洋温度上升，冰山大范围融化，全球平均海平面上升等现象都已很明显”。这一评估报告结论是：自二十世纪中期以来，所观测到的全球平均温度增加的主要原因极可能是由于所观测到的人为的温室气体浓度的增加。

5 新型环保制冷剂的要求目前使用的制冷剂对环境产生巨大的破坏作第5期 郭 辉：制冷剂对环境的影响及发展趋势 ·499·用，促使着人们积极的寻求能够保护环境的新型替代制冷剂。在当前环境条件下 ，环保型制冷剂应满足以下几个条件：ODP值为0或尽可能低；GWP值较低，满足环保要求；具有良好的热力学性能；具有较高的性能系数，满足高效节能的条件；化学性质稳定，且具有一定的热稳定性；具有良好的安全性能。

考虑到我国的实际情况，国家环保总局公告(2004—9—13)发布在 CFC类制冷剂逐渐淘汰的同时，采用 HCFC类和 HFC类制冷剂作为过渡性的替代物，发展中国家应将于2040年停止非原材料性质的 HCFc--22的生产和消费，其破坏臭氧层潜能(ODP)为 0．O5，仅为 CFc一11和 CFc—l2的二十分之一。而且其温室效应(GWP)也小 ，仅为 CFc一12的0．07倍。表2中主要是制冷剂的臭氧破坏潜能值(ODP)与全球变暖潜能值(GWP)，经分析可看出，HCFC类制冷工质虽属于高效节能的制冷剂，但有破坏臭氧层的潜能，而 HFC类制冷剂一般有较高的温室效应。

表 2 制冷工质的 ODO和 GWP工质的吸收式制冷技术成为一项切实可行的替代技术；水和氨利用余热驱动的吸收式制冷剂的制冷工质。飞机上利用空气作为制冷剂。虽然烃类制冷剂具有强可燃性，CO 的压力很高，但充分利用这些天然制冷工质也是符合我国可持续发展的长远利益。

6．2 开发新型环保制冷剂国内外有关科研人员经过多年来的不断探索和开发，从环保、安全、能效、制冷性能、经济性和使用寿命等多方面考虑，做了大量的科研实验工作，并取得相当的成绩。如国内研发的一种能直接充灌于离心式冷水机组中替代 CFc一12的环保制冷剂，命名为LXR2a，其基本物理性质参数与cFc一12十分接近。无毒、不燃、滑移温度较小，CDP约为0，GWP值也小。制冷循环性能与 CFC一12非常接近。利用 HFC-32、HFC一125和 HFC一125a组成的三元混合工质替代 HCFC-22。

6．3 利用可再生能源和其它预热资源空调制冷技术基于节约能源和保护环境的需要，还要朝向改善室内环境、保护大气环境和能源有效利用方向发展。太阳能是一种清洁、可再生能源。

一 方面太阳能驱动制冷可以节约电能，另一方面太阳能驱动的制冷剂系统一般采用非烃类的物质作为制冷剂，对臭氧层无破坏，也不会引起温室效应。利用太阳能制冷与空气调节已成为太阳能应用的一个主要方面，极具发展前景，并成为当今空调制冷业研究的热点。同时可利用地热热能及各种余热资源，作为空调系统的热源已在我国多地推广应用。

6 新型制冷剂的发展趋势 7 结 语根据可持续发展中经济发展与保护资源、保护生态环境的协调一致的核心要求，未来新型制冷剂的发展方向有两个：一是环保，使用绿色环保的制冷剂已经是大势所趋；二是节能，随着人们生活水平的提高制冷空调等设备越来越普及，同时其消耗的大量的能源也越来越引起人们的注意。为了适应环保和节能的需要，近十多年来，制冷行业已作了积极响应，国内外制冷剂科研工作者在不断的探索和开发新型环保、绿色的制冷剂产品，并采取了许多措施和行动。

6．1 天然工质的再利用早期制冷剂中的水、空气、氨、烃类和二氧化碳等天然工质受到重新再利用。它们对环境无害。其ODP和GWP为0。自20世纪9O年代以水为制冷空调制冷技术是现代经济和社会发展的一项基础，同时，也带来了严峻的环境能源问题，既不利于空调制冷技术的推广利用，也不利于社会经济环境的可持续发展。我国作为发展中国家和能源消费大国，必须同时考虑保护臭氧层和气候变暖的问题，加强对低 GWP值，高效节能的新型制冷剂的研发和利用，以减少污染排放。这就需要在正确认识制冷剂对环境产生危害的同时，注意新型环保制冷剂和节能替代产品的研发和利用，以适应环保和节能对制冷剂的要求和发展趋势，从而减少制冷剂对大气臭氧层破坏和温室效应的影响，保护全球环境，为经济、社会和环境的可持续发展和人民生活水平的实质提高添砖加瓦。 (下转第512页)· 512· 技 术 与 创 新 管 理 第34卷该消息的媒体意味着什么，最后他们还是克制自己，对消息进行再三确认，最终在得到白宫方面的同意之后才把这一轰动全球的新闻播出。这种尊重事实到几乎刻板的地步的态度，大概也是美剧之所以让我们着迷的原因之一。

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