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制冷空调与环境制冷空调与环境 张鹏张鹏 沧州职业技术学院机械工程系沧州职业技术学院机械工程系河北河北 沧州沧州 061001061001 摘要摘要空调已经成为人类日常生活中不能缺少的一部分。就目前来说，空调分为单冷空 调和冷暖两用空调两种。随着时代的发展空调最初的降温功能，演变到目前的除湿、 升温、净化空气、增加空气负离子浓度等多元素多功能的生活用具。随着人们条件的 进步发展，空调已经走进千家万户，成为必可不缺的生活必需品。也是因为这样，人们对空 调的要求也越来越高。当下环境保护课题日趋严峻，各空调厂家也大力提倡绿色空调。 关键词关键词制冷；空调；环境 在目前紧张的环境保护中，臭氧层空洞和温室效应是大家最关心的问题之一，其直接 威逼着人类的生存。 而在传统的制冷空调系统中所使用的制冷剂， 既是消耗臭氧层主要物质 又会通过直接或间接的作用加剧温室效应。因此，各空调厂家对绿色空调的发展迫不及待。 本文针对近年来国内外空调人工和天然环保制冷剂发展的现状对目前存在的问题进行了分 析提出了制冷空调业绿色化进程的展望。 一、替代制冷剂的研究 目前空调制冷剂的代替质材主要有人工合成的制冷工质和天然制冷工质两种。其中人 工合成工质通常都具有较好的使用安全性， 但是由于其属于是合成物质， 使用后对环境的利 害关系还是未知。而天然工质正好与其相反，因为天然的工质一直存在于自然界，对环境没 有破坏而且也适用于环境。 但天然工质具有一定的可燃性和毒性， 如使用其可能会存在安全 问题。为此，在制冷剂选用人工合成工质还是选用天然工质上一直存在着争论。 1.纯合成工质 目前常用的纯合成替代工质主要有HCFC -123 ,HCFC-141b 和 HFC-134a。 其中 HCFC-123 常被用于替代 CFC-11 作为离心式制冷压缩机的制冷剂，它的理论制冷循环效率非常高，分 子量大，单位容积制冷量小，与油的相溶性好。HCFC-141b 是冰箱发泡剂 CFC-11 的替代物， 美、日等国家在 HCFC 类物质的禁用期限之前，也都主要把它作为发泡剂。它的绝热性能好， 不可燃，无需对设备和生产线进行改造，但是对冰箱内胆板材有腐蚀作用，对聚氨酷泡沫体 有塑化作用，因此需要改用新型板材来适应。HFC-134a 在京都议定书生效以前，是使 用最广并且被普遍认可的替代 CFC-12 的理想的制冷剂，尤其是在汽车空调上的使用已经取 得了较大成功。它的热力性能与 CFC-12 非常接近，ODP0，化学稳定性好，不可燃，安全性 好。但在京都议定书中 HFC-134a 被列为需要控制的温室气体，因此也只能成为过渡性 替代物。 2.天然物质 目前，在不同场合被用作替代物的天然工质主要有氨，二氧化碳，碳氢化合物和水。 氨作为制冷剂已经有一百多年的历史了，它的 ODPO,GWP0，具有较好的热力性质，单位容 积制冷量大，传热性能好，价格便宜，易检漏，但它有一定的毒性和可燃性，因此在使用中 要严格地防止泄漏。近些年，通过在制冷系统中安装通风装置以及提高检测控制性能，有效 地防止了氨泄漏，提高了使用的安全性川，使氨制冷系统取得了很大的发展。二氧化碳早在 1866 年就在世界第一条制冰生产线上被使用， 氟利昂的出现使 CO2逐步淡出， 但近些年 CO2 作为替代工质的可行性又被重新提出来。CO2的 ODP0, GWP1,无毒，不可燃，单位容积制 冷量大，价格便宜，它存在的主要问题是临界温度比较低（31℃） 。根据其特点，近年来欧、 美、日等国进行了大量研究，论证了 CO2在超临界循环的汽车空调、热泵热水加热器和复叠 式制冷系统的低压级中应用的可能性。 二、制冷空调业的绿色化展望 1. 提高现有替代工质的实用性 积极开发新工质 在我国 HCFCs 和 HFCs 作为过渡性工质在一定时期内还将占据一定的市场， 为了尽量减 少它们对环境的危害，就一定要减少泄漏。泄漏的通常途径是长期使用后磨损、维修和机 组报废等等。所以，如何提高制冷装置的密封性，如何在维修时妥善处理和报废后有效回收 制冷剂，是目前要研究的问题。总的说来，由于人工合成工质对环境危害的不可预测性， 因 此天然工质将是替代物的最终目标。为了减少研究成本，不落后于时代，我国应该在过渡工 质的使用上尽量借鉴欧洲国家的经验， 而把研究的重点放在天然工质上， 通过技术改进解决 天然工质的缺陷，扩大天然工质的使用范围。 2.发展空调制冷新技术 空调制冷业的环境问题主要是由制冷剂和制冷过程中能量消耗带来的。因此，如果能 采用新的制冷方式，不必采用现有的制冷剂，就可以消除制冷剂所带来的环境问题;如果能 够提高制冷效率，就能减少能量消耗带来的间接温室效应。目前，许多专家们也都致力于新 型制冷方式的开发和节能研究工作，并取得了一定的进展。例如吸附式制冷，吸收式制冷， 半导体制冷，声能制冷，绝热顺磁退磁制冷等新型制冷方式已经被大力发展;变频技术，蓄 冷技术在制冷空调业中也已经被广泛使用;而太阳能，地热能等清洁能源也被广泛推广。 总结总结 总而言之，制冷空调与环境结合绿色化是迫在眉睫的任务。在 1974 年臭氧层破坏问题 出现以后， 对大气的环境保护越发受到重视， 在空调领域环保的理念成为选用制冷剂的首要。 针对我国来说，HCFCs 和 HFCs 制冷剂仍可作为短期过渡性替代物，但需要改进制冷装置， 提高系统效率，减少泄漏，以减小对环境的危害。天然工质的研究和开发将是今后工作的重 点和最终目标，另外还要积极发展新的制冷技术以及推广使用新型清洁能源和可再生能源。 参考文献参考文献 [1] 徐娓,杨晓西,丁静. 制冷空调业的绿色化进展与环境保护[J]. 广东化工, 2004,05. [2] 吴明,何雅玲,陶文铨,陈钟颀. 京都会议以后新的能源环保观和空调制冷业的新动向 [J]. 制冷与空调, 2001,04. [3] 宣永梅,陈光明. 制冷机型式对制冷剂替代的影响[A]制冷空调新技术进展第三届制 冷空调新技术研讨会论文集[C], 2005. [4] 叶尉南,吕济民,王婵君,伍晓辉. 国内外大型低温冷藏库氨制冷系统和制冷设备节能及 安全技术的发展趋势[J]冷藏技术, 2008,04.