制冷剂发明与发展促进制冷技术进步
- 2012/10/22 16:02:043741
当前工业制冷剂大约有30多种。常用的有氟里昂（Freone）和氨（Ammonia）。
氟里昂是目前使用广泛的一种制冷剂是饱和碳氢化合物卤族衍生物的总称，其中氟代烷烃写作FC，含氯氟代烷烃写作CFC，含氢写作HFC，两者都有的写作HCFC。商用氟里昂的编号按规则从左至右个是碳原子数减一；第二个是氢原子数加一；第三个是氟原子数，氯原子不编号，如果还含有溴原子，先按上述原则编号，再加上字母B和溴原子的数目。按照这种原则，CBrF3就写作FC-13B1。氟里昂一问世就以其无毒无臭、不燃不爆、稳定性好、对设备有良好的润滑作用而成为制冷工业的明星，CFC-12更是广泛用于冰箱生产中，其他如CFC-11、HCFC-22、HCFC-113、HCFC-114也都有广泛应用。
氨使用较早，用作制冷剂比氟里昂早了60余年，广泛地用于冷藏、冷库等大型制冷设备中，其主要优点是单位容积产冷量大、成本便宜、不与金属及冷藏油反应，热稳定性好，但也有毒性大、腐蚀有机配件的明显缺点。
但是，氟里昂作为制冷剂有其致命的缺点，它是一种"温室效应气体"，温室效应值比二氧化碳大1700倍，更危险的是它会破坏大气层中的臭氧。80年代，美国加州两位学者指出，CFCs（氟氯烃）在紫外线的作用下放出氯原子，氯原子与臭氧发生自由基链反应，一个氯原子就可以消耗上万个臭氧分子，从而影响臭氧分子250-320纳米紫外线的吸收，使过量的紫外线到达地球表面，直接影响到人类和其他生物的生存。特别需要指出的是，CFCs的化学性质非常稳定，排放的CFCs可以稳定地到达平流层并在其中停留40-150年，对臭氧层造成长久的破坏。由于氟里昂对臭氧层的破坏，科学家甚至地球两极的上空发现臭氧空洞。所以，1990年蒙特利尔协议规定，到本世纪末世界各国要停止氟里昂的生产和排放。现在各国都在寻找氟里昂的替代产品，这些产品因符合环保要求而被称作"绿色制冷剂"。要找到既符合环保要求又具有实际使用性能的替代产品是一件很困难的事情，目前可能的产品有CFC-22、HFC-134a、HFC-152a等。
此外，科研人员还发展了各种替代技术，包括磁致冷和吸附致冷。磁致冷又叫"顺磁盐绝热致冷"。顺磁盐中包含铁或稀土元素，其3d、4f层电子未充满，因此具有磁性，在励磁和退磁过程中会吸热或放热，利用这种性质发展的制冷技术具有制冷效率高、成本低、结构简单等优点，诱人之处在于它不污染环境，因此很有发展前景。比如以硝酸镁铈为致冷剂的磁致冷机降温可接近OK。吸附致冷是利用吸附-脱附时吸热或放热的性质制冷，常用的制冷剂体系包括金属氢化物-氢、沸石分子筛-H2O、活性炭-氮气、氧化镨（氧化铈）-氧化体系等。新的制冷技术充分考虑到制冷剂和环境的可容性以及可持续发展的要求，被形象地称为"绿色制冷"，是今后制冷技术发展的一大趋势，应该成为我为制冷工业抓住机遇、迎接挑战的主流。