CFC、HCFC、HFC、HFO和天然制冷劑的簡史
氯氟烴 (CFC) 和氫氯氟烴 (HCFC) 對臭氧層造成的破壞導(dǎo)致了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》的制定。1989年8月26日實(shí)施并得到197個國家的批準(zhǔn),它用其他對層本身沒有影響的物質(zhì)取代了CFC和HCFC(此后一直在恢復(fù)):CFC在2016年被淘汰,而HCFC預(yù)計將被淘汰到2040年在全球范圍內(nèi)。
CFC和HCFC的替代品包括氫氟烴 ( HFC )、其他不消耗臭氧層的合成制冷劑(它們的臭氧消耗潛能值 ODP = 0);不幸的是,氫氟碳化合物導(dǎo)致全球變暖,這已成為一個主要的環(huán)境問題。因此開始尋找ODP=0且全球變暖潛能值 (GWP) 盡可能低的HFC替代品。
此后開發(fā)出新型合成制冷劑,氫氟烯烴(HFOs)及其混合物,其GWP非常接近1,即CO2的GWP(這種氣體一直被用作物質(zhì)全球變暖潛能值的參考)。自然替代品也得到了更強(qiáng)有力的推廣,例如CO2本身、碳?xì)浠衔?(HC )和氨(NH3); 所有這些在過去已經(jīng)使用過或仍在使用,并且由于它們不消耗臭氧并且對全球變暖的影響可以忽略不計或沒有影響,因此發(fā)現(xiàn)新的、增加的重要性。
最后,2016年10月15日,《蒙特利爾議定書》的基加利修正案對該議定書進(jìn)行了修訂,以包括最遲在2047年之前逐步減少氫氟碳化合物。
什么是碳?xì)浠衔铮?/span>
碳?xì)浠衔锸怯膳c碳原子鍵合的氫原子組成的物質(zhì)。例如甲烷 (CH4)、丙烷 (C3H8)、丙烯 (C3H6,也稱為丙烯) 和丁烷 (C4H10)。
根據(jù)ASHRAE 34安全分類,這些都是易燃無毒的:它們的安全等級為A3,“A”表示“低毒”,“3”表示“高易燃性”。
碳?xì)浠衔镒鳛橹评鋭┑膬?yōu)點(diǎn)
可用性和方便性:它們是從土壤中提取的,也與石油一起提取,因此它們的價格低于其他合成制冷劑。GWP約為3,與CO2相當(dāng):它們對全球變暖的影響有限,始終遠(yuǎn)低于其他合成制冷劑。它們可以比其他制冷劑更有效地用于冷卻/加熱:事實(shí)上,它們的汽化潛熱甚至是其他合成制冷劑的兩倍,這意味著在相同的制冷劑質(zhì)量流量下具有更高的冷卻/加熱效果。那么,為什么不直接改用碳?xì)浠衔锬兀?/span>
碳?xì)浠衔镒鳛橹评鋭┑娜秉c(diǎn)
易燃性是主要問題,還有潛在的危險和后果。
有一定數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)基于將泄漏的易燃物質(zhì)(如果發(fā)生泄漏)的濃度限制在遠(yuǎn)低于其可燃性下限并使易燃物質(zhì)遠(yuǎn)離潛在火源(例如如火花和熱表面),以盡量減少火災(zāi)和爆炸的風(fēng)險。然而,這些原理的簡單性被與碳?xì)浠衔锏囊兹夹韵嚓P(guān)的可以理解的恐懼所抵消,此外還有與設(shè)備設(shè)計和生產(chǎn)相關(guān)的一些技術(shù)問題。因此,立法中往往采取保護(hù)態(tài)度:一些國家不允許將易燃?xì)怏w用于某些應(yīng)用,而另一些國家則限制總量以減少相關(guān)風(fēng)險。