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有什么制冷剂是中国人研制出来的

发布时间:2022-05-24 12:23:21

⑴ 氟利昂的发现过程

氟利昂又名氟里昂,是饱和烃(主要指甲烷、乙烷和丙烷)的卤代物的总称。 氟利昂在常温下都是无色气体或易挥发液体,无味或略有气味,无毒或低毒,化学性质稳定,被广泛应用于制冷、发泡、溶剂、喷雾剂、电子元件的清洗等行业中。20世纪20年代的冰箱使用一些有毒且危险的气体(其中包括氨、二氧化硫和丙烷)作为制冷剂,因为时常泄漏,所以这些制冷剂非常危险。1929年,发生在俄亥俄州克利夫兰某家医院的冰箱泄漏事故使超过100人丧生。于是,小托马斯·米奇利(Midgley Thomas Jr.)开始着手研制一种稳定、不易燃、不腐蚀且无毒的新型制冷剂。

他查看门捷列夫的化学元素周期表,结果发现只有位于周期表右边的非金属元素能生成在室温下呈气态的化合物,同时他还注意到化合物的可燃性从左到右依次减小。事实上,卤化物可以用来阻燃,可是他发现比较重的元素化合物通常毒性很大。通过上述观察,他认为氟和其他较轻的非金属元素形成的化合物可以制成性能优良的制冷剂。经过2年的艰苦实验,他合成出二氟二氯甲烷(即CFC-12,R12)。

⑵ 空调制冷剂

一、氟里昂制冷剂

首先了解氟里昂的定义,氟里昂是饱和烃类(碳氢化合物)的卤族衍生物的总称,是本世纪三十年代随着化学工业的发展而出现的一类制冷剂,它的出现解决了制冷空调界对制冷剂的寻求。从氟里昂的定义可以看出,现在人们所说的非氟里昂的r134a、r410a及r407c等其实都是氟里昂。

我们用于制冷行业的氟族制冷剂有r11(cfcl3)、r12(cf2cl2)、r22(chf2cl)、r32(ch2f2)、r113(c2f3cl3)、r114(c2f4cl2)、r115(c2f5cl)、r123(c2hf3cl2)、r125(chf2cf3)、r134a(ch2fcf3)、r143a(ch3cf3)、r141b(ccl2fch3)、r142b(h3c2f2cl)、r152(ch3chf2)、r404a(44%的r125和52%的r143a及4%的134a)、r407c(23%的r32和25%的r125及52%的r134a)、r410a(50%的r32和50%的r125)、r500(73.8%的r12和26.2%的r152)、r502(48.8%的r22和51.2%的r115)等。

氟里昂能够破坏臭氧层是因为制冷剂中有cl元素的存在,而且随着cl原子数量的增加,对臭氧层破坏能力增加,随着h元素含量的增加对臭氧层破坏能力降低;造成温室效应主要是因为制冷剂在缓慢氧化分解过程中,生成大量的温室气体,如co2等。根据氟里昂制冷剂的分子结构,大致可以分为以下3类:

1.氯氟烃类:简称cfc,主要包括r11、r12、r113、r114、r115、r500、r502等,由于对臭氧层的破坏作用以及最大,被《蒙特利尔议定书》列为一类受控物质。此类物质目前已禁止使用,在制造聚氨酯海绵的过程中,r11已由r141b作为过渡性替代品。

2.氢氯氟烃:简称hcfc,主要包括r22、r123、r141b、r142b等,臭氧层破坏系数仅仅是r11的百分之几,因此,目前hcfc类物质被视为cfc类物质的最重要的过渡性替代物质。在《蒙特利尔议定书》中r22被限定2020年淘汰,r123被限定2030年,发展中国家可以推迟10年。

3.氢氟烃类:简称hfc,主要包括r134a,r125,r32,r407c,r410a、r152等,臭氧层破坏系数为0,但是气候变暖潜能值很高。在《蒙特利尔议定书》没有规定其使用期限,在《联合国气候变化框架公约》京都议定书中定性为温室气体。

我们目前所使用的所有制冷剂全部都是氟里昂制品,非氟里昂制冷剂到目前为止还没有研发出来。在新的制冷剂研发出来之前,我们所要解决的是空调机组选用那种制冷剂,对我们赖以生存的环境造成的破坏力相对小一些。我们应当明令禁止的应当是第1类产品,而不是第2类、第3类制冷剂。

二、几种制冷剂的比较

目前,在空调制冷行业中,除了汽车空调行业外,其他领域的制冷设备如:家用冰箱、空调、食品冷冻冷藏柜、运输冷藏设备、速冻机、中央空调等基本上还是以过渡性冷媒r22为主要的产品。从国内的主要冷水机组生产厂商生产的产品来看,活塞式、涡旋式冷水机组普遍采用r22制冷剂;螺杆式冷水机组采用r22和r134a制冷剂,但从2001年螺杆式冷水机组总体销售量上来看,采用r22制冷剂的销售量占有相当大的比重;离心式冷水机组采用r22、r123和r134a制冷剂, r123、r134a产品的市场销售情况占总量的40%左右。

评价一种制冷剂的好坏,我认为应当综合考虑下列因素:

1.臭氧层破坏潜能值(ozeme depletion potential),简称odp值;

2.全球变暖潜能值(global warming potential),简称gwp值;

3.理想循环状况下的制冷系数(coefficient of performance),简称cop值;

4.安全性;

5.经济性。

下面列举几种制冷剂的物理性质的对比。

几种制冷剂的物理性质

制冷剂 r22 r123 r134a r407c r410a
分子量 86.48 152.91 102.03 86.2 72.56
大气压下沸点(℃) -40.8 27.6 -26.1 -36.6 -52.7
临界温度(℃) 96.0 184 101.1 87.3 72.5
临界压力(kpa绝对压力) 4920 3605 4067 4819 4950
沸点汽化潜热(kj/kg) 234.1 167.9 215.0 249.37 256.7
液体比热(30℃,kj/kg℃) 1.403 1.101(25℃) 1.51 1.51 1.78
恒压汽体比热(30℃,kj/kg℃) 0.64 0.682(25℃) 0.88 0.96 0.85
理想工况制冷系数(cop) 6.98 7.44 6.94 6.94 6.43
臭氧消耗指数(odp)相对于r11 0.05 0.02 0 0 0
温室效应指数(gwp)相对于r11 0.34 0.02 0.29 0.36 0.42
生存寿命(年) 13.3 1.4 14 —— ——
安全性 不可燃,轻微致癌 不可燃,良性肿瘤 不可燃,良性肿瘤 不可燃 不可燃
国际允许使用期限 2020 2030 无 无 无
应用 广泛应用于家庭、商业、工业空调、冷冻 离心式冷水机组 螺杆式、离心式冷水机组 理论上同r22但许多实际技术尚未解决 家用空调、冰箱

从上表不难看出,虽然r134a、r407c及r410a对臭氧层破坏力为0,但其温室效应指数却是r123的十几倍;从其寿命上看,r22及r134a比r123的寿命长十倍,寿命越长,大气中积存的r22、r134a越多,温室效应隐患越来越大,长时间的积累就形成“消化不良”的病态。

目前空调制冷行业普遍r22,其主要原因是r22在空调温区内具有优越的物理特性和制冷性能,而且性能稳定,技术成熟,价格低廉。hfc类物质由于对臭氧层无破坏作用,被认为是将来替代hcfc的首选物质。用来替代r22的主要物质有r134a、r407c及r410a,但是这些hfc类物质由于物理特性的限制,很多技术问题尚悬而未决,均不是r22最理想的替代物。

1.r22与r123的比较:

(1)r22与r123同属氢氯氟烃,但r22的臭氧层破坏力是r123的2.5倍,温室效应指数是r123的17倍。

(2)r123是低压制冷剂,工作时蒸发器为负压,冷凝器为0.04mpa,停机时机内为-0.004mpa,因此,即便机组泄漏也只存在外界空气进入机组的可能。

(3)r22临界压力比r123高1300kpa,机组内部提高,泄漏几率提高。

2.r22与r134a的比较:

(1)r134a的比容是r22的1.47倍,且蒸发潜热小,因此就同排气体积的压缩机而言,r134a机组的冷冻能力仅为r22机组的60%。

(2)r134a的热传导率比r22下降10%,因此换热器的换热面积增大。

(3)r134a的吸水性很强,是r22的20倍,因此对r134a机组系统中干燥器的要求较高,以避免系统的冰堵现象。

(4)r134a对铜的腐蚀性较强,使用过程中会发生“镀铜现象”因此系统中必须增加添加剂。

(5)r134a对橡胶类物质的膨润作用较强,在实际使用过程中,冷媒泄漏率高。

(6)r134a系统需要专用的压缩机及专用的脂类润滑油,脂类润滑油由于具有高吸水性、高起泡性及高扩散性,在系统性能的稳定性上劣于r22系统所使用的矿物油。

(7)目前,hfc类冷媒及其专用脂类油的价格高于r22,设备的运行成本将上升。

3.r22与r407c的比较:

r407c在热工特性上与r22最为接近,除了在制冷性能、效率上略差以及上述hfc类物质所具有的技术问题之外,还由于这类物质属于非共沸混合物,其成分浓度随温度、压力的变化而变化,这对空调系统的生产、调试及维修都带来一定的困难,对系统热传导性能也会产生一定的影响。特别是当r407c泄漏时,系统制冷剂在一般情况下均需要全部置换,以保证各混合组分的比例,达到最佳制冷效果。

⑶ 最早的冰箱用什么作制冷剂

早到什么年代?工业时代以前的冰箱是用地窖、山洞,储存冬天采的冰块,做冰箱(库)用。
氟里昂以前用液氨制冷机。
现在冰箱用R12,R134a等作为制冷剂。

⑷ 目前制冷剂的发展状况。各国采用什么样的替代方案

四代HFOs制冷剂已被欧美市场大力推广

当前制冷剂已发展有四代产品。发达国家已经全面淘汰二代制冷剂,2019年进入三代淘汰初期。我国第二代制冷剂已走向淘汰末期,2019年二代核心制冷剂产品R22产能配额再次削减,供需情况愈发紧张。依照《蒙特利尔议定书》,发展中国家已于2015年启动相关淘汰进程,预计2030年完成淘汰过程。四代HFOs制冷剂兼具性能与环保的优势广受关注,其中HFO-1234yf已被欧美市场大力推广,主要集中在汽车和冰箱领域的应用。

第三、四代产品优势显著

制冷剂,又称雪种、制冷工质、冷媒,相当于空调和冰箱的血液,是一种在制冷系统中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质。至今制冷剂已发展有四代产品。

第一代制冷剂对臭氧层的破坏最大,全球已经淘汰使用;第二代制冷剂对臭氧层破坏较小,在欧美国家已淘汰,在我国应用广泛,目前也处在淘汰期间;第三代产品对臭氧层无破坏,但是对气候的制暖效应较强,在国外应用广泛,处于淘汰初期;第四代制冷剂主要指HFOs制冷剂,代表产品包括R1234ze和R1234yf,两类制冷剂兼备卓越的性能与环保性受到广泛关注并被成功应用,但是制作成本较高,目前尚未进入规模化应用。

四代制冷剂产品基本情况分析



资料来源:前瞻产业研究院整理

——更多数据及分析请参考于前瞻产业研究院《中国制冷压缩机行业发展前景与转型升级分析报告》。

⑸ 氟利昂是什么怎么产生的

氟利昂,
又名氟里昂,名称源于英文Freon,它是一个由美国杜邦公司注册的制冷剂商标。在中国,氟利昂定义存在分歧,一般将其定义为饱和烃(主要指甲烷、乙烷和丙烷)的 卤代物的总称,按照此定义,氟利昂可分为 CFC、HCFC、 HFC等4类;有些学者将氟利昂定义为CFC制冷剂;[1]在部分资料中氟利昂仅指 二氯二氟甲烷(CCl₂F₂,即R12,CFC类的一种)。 氟利昂在常温下都是无色气体或易挥发液体,无味或略有气味,无毒或低毒,化学性质稳定。 由于二氯二氟甲烷等CFC类制冷剂破坏大气臭氧层,已限制使用。地球上已出现很多臭氧层空洞,有些漏洞已超过非洲面积,其中很大的原因是因为CFC类氟利昂的化学性质。氟利昂的另一个危害是 温室效应。

⑹ 以氨为制冷剂的冷冻机是什么时候被发明的

1873年,德国工程师、化学家卡尔•冯•林德发明了以氨为制冷剂的冷冻机。林德采用一个小蒸汽机为动力来源,它驱动压缩泵,使氨受到反复的压缩和蒸发,产生制冷作用。林德首先将他的发明用于威斯巴登市塞杜马尔酿酒厂,设计制造了一台工业用冰箱。后来,他将工业用冰箱加以改造,使之小型化,于1877年制造出了世界上第一台人工制冷的家用冰箱。到1891年时,林德已在德国和美国售出12000台冰箱。

⑺ 常用的制冷剂都有什么制冷原理是什么

制冷剂代号为
R
,目前最常用的有
R12

R22.
R12常用于冰箱,R22
、通常用于空调。这两种制冷剂对臭氧层有破坏作用,将逐渐被R407C、R410A等制冷剂替代,但是目前R12、R22仍然是最广泛使用的制冷剂。
一般制冷原理
一般制冷机的制冷原理压缩机的作用是把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽,使蒸汽的体积减小,压力升高。
压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽,使之压力升高后送入冷凝器,在冷凝器中冷凝成压力较高的液体,经节流阀节流后,成为压力较低的液体后,送入蒸发器,在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽,再送入蒸发器的入口,从而完成制冷循环。

⑻ 氟利昂制冷剂是谁发明的什么时候有什么好处

氟利昂之父前传:剧毒铅汽油的发明者 上世纪30年代,是一个发明频出的年代,就在青霉素、电视机等名垂史册的发明出现的同时,氟利昂也诞生了。
好处就是生活处处离不开制冷剂

⑼ 冰箱的制冷剂一般是什么制冷剂是如何制作的

冰箱假如其他方面都正常的运作可是却不致冷很有可能便是欠缺制冷剂了,冰箱的制冷剂是完成致冷的基本,假如想让冰箱再次充分发挥致冷功效,就必须添加制冷剂,今日我们就来给我们解读一下冰箱制冷剂吧。

这个时候制冷机组处在真空泵情况,就可以添加制冷剂了,把淡黄色管与真空泵本断掉街道社区制冷剂的并口上,开启制冷剂水瓶座的气门芯,淡黄色管里的气体排清后反转制冷剂瓶摆好,开启高低压闸阀添加制冷剂。

制冷剂加的类似以后再把高低压闸阀关掉,放好制冷剂瓶,那样冰箱制冷剂的添加就完成了。

尽管冰箱制冷剂的添加看见简易,实际上关键点层面非常容易错误,因此或是提议大家靠谱的工作人员来添加制冷剂,假如对自身有信心还可以自已进行冰箱制冷剂的添加。

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