制冷劑的現(xiàn)狀與發(fā)展前景畢業(yè)論文

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文</p><p>　　題 目： 制冷劑的現(xiàn)狀與發(fā)展前景 </p><p>　　系 別： 機(jī) 械 工 程 系 </p><p>

2、　　專 業(yè)： 制 冷 與 冷 藏 專 業(yè) </p><p>　　學(xué) 制： </p><p>　　姓 名：

3、 </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　二O 年 月 日</p><

4、p><b>　　摘 要</b></p><p>　　制冷劑，又叫制冷劑或冷凍劑，是一類利用人工利用物質(zhì)物理性或化學(xué)性質(zhì)而產(chǎn)生低溫的物質(zhì)，通過制冷會導(dǎo)致溫度比周圍環(huán)境的溫度更低。常見的致冷劑有，固態(tài)的有NH4Cl、NH4NO3、NaNO3、食鹽和冰的混合物，液態(tài)的有二氧化硫、液氨和氟里昂等。由于現(xiàn)代社會的飛速發(fā)展，人們對生活要求的不斷提高，空調(diào)及冷庫的使用也就越來越多。于此同時(shí)就有更

5、多的制冷制被使用。</p><p>　　本文就對現(xiàn)代社會上所使用的制冷劑作了詳細(xì)介紹，現(xiàn)在制冷劑的現(xiàn)狀、對大氣的危害和影響，以及制冷劑的代替和未來發(fā)展前景。</p><p>　　關(guān)鍵詞：制冷劑 現(xiàn)狀 發(fā)展前景 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　前言···

6、····································

7、3;························5</p><p>　　第1章 制冷劑的現(xiàn)狀······

8、3;····································&#

9、183;·····6</p><p>　　1.1制冷劑的制冷原理·························&

10、#183;·······················6</p><p>　　1.2制冷劑的現(xiàn)狀·······&#

11、183;····································

12、·········6</p><p>　　第2章 當(dāng)前制冷劑存在的問題及制冷劑的替代····················&

13、#183;·······8</p><p>　　2.1 當(dāng)前的制冷劑及其存在的問題······················

14、·················8</p><p>　　2.2 制冷劑的替代··············

15、····································

16、3;··9</p><p>　　第3章 制冷劑的替代中的可持續(xù)發(fā)展觀···························&#

17、183;·····10</p><p>　　3.1可持續(xù)發(fā)展的概念·························

18、························10</p><p>　　3.2制冷劑的替代中的可持續(xù)發(fā)展觀·····

19、3;·······························10</p><p>　　第4章 制冷劑

20、的發(fā)展前景····································

21、;··········11</p><p>　　結(jié)論······················

22、····································

23、3;····14</p><p>　　參考文獻(xiàn)···························

24、83;································15</p><p>　　

25、致謝····································&#

26、183;···························16</p><p><b>　　前 言</b></p

27、><p>　　根據(jù)對國內(nèi)外大中型冷庫制冷劑使用情況的調(diào)研，分析了大中型冷庫制冷劑的現(xiàn)狀。根據(jù)國際上最新的文獻(xiàn)，評論了冷庫制冷劑應(yīng)用的發(fā)展新動向。結(jié)果表明：在國內(nèi)外大中型冷庫中，目前采用氨制冷劑是主流，今后氨仍然將是主要制冷劑。在蒸發(fā)溫度-35℃以上，壓縮式制冷采用氨制冷劑是最節(jié)能的。采用氨制冷劑的關(guān)鍵問題是安全問題。在制冷劑的發(fā)展動向中，CO2系統(tǒng)成為新一代制冷劑關(guān)注的重點(diǎn)，CO2／NH3復(fù)疊式制冷系統(tǒng)具有較大的發(fā)展

28、潛力。在間接制冷系統(tǒng)中，采用氨水替代乙二醇作為載冷劑，可以使系統(tǒng)能耗明顯降低。早期使用的制冷劑氟利昂是一種透明、無味、無毒、不易燃燒、爆炸且化學(xué)性穩(wěn)定的制冷劑。 由于氟利昂性質(zhì)穩(wěn)定，它在大氣中既不發(fā)生變化，也難被雨雪消除。在連年使用后，其蒸汽累積滯留在大氣中，據(jù)估計(jì)每年逸散到大氣中的CFC達(dá)70萬噸，使它在大氣中的含量每年遞增5%。其主要降解途徑是隨氣流上升，在平流層中受紫外光的作用而分解。但不幸的是由CFC分解而生成的氯原子能引起損耗

29、臭氧的循環(huán)反應(yīng)，所造成的后果是破壞平流層中的臭氧層。正是由于這一原因，氟利昂才被認(rèn)定為大氣污染物。</p><p>　　第1章 制冷劑的現(xiàn)狀</p><p>　　1.1制冷劑的制冷原理</p><p>　　一、利用化學(xué)物質(zhì)的溶解熱制冷 </p><p>　　物質(zhì)溶解時(shí)，常伴有熱效應(yīng)發(fā)生。如NH4Cl、NH4NO3、NaNO3等物質(zhì)溶解時(shí)

30、要吸收熱量，導(dǎo)致溶液溫度降低；濃硫酸、氫氧化鈉、無水氯化鈣、無水碳酸鈉等溶解時(shí)要放出熱量，溶液溫度升高。利用物質(zhì)溶解時(shí)熱量變化的性質(zhì)，可以將前者用作致冷劑。并且不同物質(zhì)溶解時(shí)熱量變化的數(shù)值不同，如NH4NO3的摩爾溶解熱可達(dá)+26.36千焦/摩爾，即每1mol物質(zhì)溶解時(shí)要吸收26.36kJ的熱量。這是由于物質(zhì)溶解有兩個(gè)相反的過程：一是處于固體物質(zhì)表面的粒子（分子或離子）在它溶解到溶劑時(shí)，受到溶劑分子的吸引，于是吸收熱量克服晶體對它的引

31、力，離開晶體向溶劑擴(kuò)散，成為自由運(yùn)動的粒子；二是已經(jīng)擴(kuò)散到溶劑之中的溶質(zhì)分子或離子與溶劑分子結(jié)合生成水合分子或水合離子，于是放出熱量。如果前者所吸收的熱量大于后者所放出的能量則物質(zhì)溶解時(shí)就會吸熱。二、利用混合物的凝固點(diǎn)降低致冷 物質(zhì)的凝固點(diǎn)是指物質(zhì)在固態(tài)和液態(tài)蒸氣壓相等時(shí)的溫度，而混合物的凝固點(diǎn)總是比各組成物質(zhì)的凝固點(diǎn)要低，如質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23.3%的NaCl溶液其凝固點(diǎn)為－21.2℃，29.8%的CaCl2溶液其凝固點(diǎn)為－55℃

32、。根據(jù)物質(zhì)組成混合物時(shí)凝固點(diǎn)降低的性質(zhì)特</p><p>　　三、利用低沸點(diǎn)物質(zhì)相變過程中的熱效應(yīng)致冷 </p><p>　　通常呈現(xiàn)固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)，物質(zhì)不同狀態(tài)之間的變化叫做相變。物質(zhì)相變的實(shí)質(zhì)是分子具有的能量發(fā)生了變化，所以相變過程中總會有放熱或吸熱的現(xiàn)象發(fā)生。如在醫(yī)院里，用70%的酒精溶液作皮膚表面的消毒時(shí)，有明顯的涼感，就是液體酒精氣化過程中吸收熱量的結(jié)果。從微觀粒子角度而

33、言，這些物質(zhì)在氣化過程中之所以能吸收熱量，主要有兩個(gè)方面的原因：一是因?yàn)樗鼈兊姆肿与x開液體表面時(shí)，要吸收熱量以克服分子間的引力；二是當(dāng)液體變成氣體時(shí)體積膨脹，需要吸收熱量以反抗外界的壓力。利用物質(zhì)相變過程中的熱效應(yīng)是致冷的方法之一，尤其是低沸點(diǎn)的物質(zhì)。常見的低沸點(diǎn)物質(zhì)有液態(tài)二氧化硫、液氨、氟里昂等，都曾用于制造冰箱中的致冷劑。它們能在極低的溫度下吸收熱量而氣體，然后在壓縮機(jī)內(nèi)被壓縮呈高溫、高壓，再經(jīng)冷凝器放出熱量，最后經(jīng)節(jié)流膨脹或絕熱

34、膨脹至低溫狀態(tài)。通過不斷循環(huán)，可不斷地從周圍物質(zhì)中吸收熱量，達(dá)到致冷的目的。常見致冷劑的沸點(diǎn)如下。物質(zhì) 沸點(diǎn)（℃） 物質(zhì) 沸點(diǎn)（℃） 物質(zhì) 沸點(diǎn)（℃）NH3 －33.4 SO2 －10.0 CH3Cl －24.2O2 －183 N2 －196 CF4（氟里昂-14） －128</p><p><b>　　1.2制冷劑的現(xiàn)狀</b></p><p>　　早期制冷時(shí)

35、要用到制冷劑氟利昂，它對環(huán)境污染較大，所以一般公司都會有一套氟利昂回收處理的流程，從而對環(huán)境造成盡可能少的影響，以下就介紹一種氟利昂回收裝置：其申請專利號為CN98221159.7公開號為CN2323164該裝置有低壓吸氟進(jìn)氣三通閥、干燥過濾器、氣液分離器、旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)、冷凝器、貯液器、高壓出液回收三通閥組成，并依次由管路連通。在低壓吸氟進(jìn)氣三通閥的另兩條支路上分別裝低壓表和吸氟橡膠管，在高壓出液回收三通閥的另兩條支路上分別裝高壓表和出液

36、管。該系統(tǒng)配有常規(guī)電源電路操作簡單，便于制冷設(shè)備維修時(shí)氟利昂的回收，從而避免了氟利昂的浪費(fèi)和對環(huán)境的污染。</p><p>　　目前三菱公司已經(jīng)摒棄了氟利昂這種傳統(tǒng)的制冷劑，而是改用了新型制冷劑R410A，R410A是一種由兩種成分（R-32和R-125）組成的新型環(huán)保、高效節(jié)能的混合制冷劑。它無毒、無色、不易燃、熱穩(wěn)定性好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會破壞臭氧層，其臭氧耗損值（ODP）為0。與R22的制冷能力相當(dāng)，是R2

37、2的最佳替代物。它與礦物油的相互溶解性能不佳，和酯類油（POE68）的互溶性能良好。目前還有幾種新型的空調(diào)制冷劑，如制冷劑R421A、 R433b。R421A 是一種最新型的，不破壞臭氧層,可長期替代R-22制冷劑，能在不更改現(xiàn)有冷凍系統(tǒng)的條件下全面替代R-22，替代R-22的時(shí)候不需要更換現(xiàn)用的潤滑油， 可以在所有為R-22設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)上使用。 可以使用礦物油，AB或POE等潤滑油，它不易燃，被美國制冷業(yè)權(quán)威機(jī)構(gòu)ASHRAE評為A1的

38、安全標(biāo)準(zhǔn)。與R-22相比較，在R-22的適用溫度范圍內(nèi)其功效相似，它能冷凍系統(tǒng)的泄露修復(fù)后添加即可。 R421A 的耗電率少于R-407C 10%，壓縮機(jī)的壓力小于R407C, 因此使用R421A, 無須更改壓縮機(jī)生產(chǎn)線; 可直接加入現(xiàn)有使用R-22的壓縮機(jī)。 </p><p>　　R421A是耐熱的三種成份的混合物，以液體的狀態(tài)下儲存在筒里運(yùn)輸.在任何制冷系統(tǒng)發(fā)生泄露的情況下,可使用R-421A直接添加,對系

39、統(tǒng)功能沒有影響。R421A是一種高效的制冷劑，它最明顯的一個(gè)效率是溫度越高，制冷能力越高; R421A在制冷方面已被證實(shí)是非常適宜的制冷劑。R421A從3℃左右的牛油和水果的儲藏溫度,到-40℃的中等儲藏溫度下都運(yùn)行良好。許多例子表明，使用R-421A的壓縮機(jī)在更低制冷溫度下工作，能夠接近達(dá)到所指出的最大運(yùn)行效率。</p><p>　　R433b的特點(diǎn)是比其他的制冷劑的蒸發(fā)潛熱大，單位時(shí)間降溫速度更快；分子量小

40、，流動性能好，輸送壓力低，壓縮機(jī)的負(fù)荷減小，可延長壓縮機(jī)的使用壽命，降低電耗，節(jié)省系統(tǒng)的運(yùn)行成本，綜合節(jié)能率可達(dá)28～30%。其環(huán)保指標(biāo)為O.D.P = 0 G.W.P =3。它在2008年12月份通過國家級檢測中心對格力分體空調(diào)KFR-72LW/A(72520L1)A-N5型機(jī)器進(jìn)行的檢測。該機(jī)自帶R22制冷劑，充裝量為1950克。測試后抽真空，充裝R433b制冷劑800克～850克最佳，對比節(jié)能28%～30%。本制冷劑在壓縮機(jī)內(nèi)

41、還起一定的潤滑作用，環(huán)保節(jié)能。主要有以下優(yōu)點(diǎn)：1.環(huán)保性： R433b是碳?xì)浠衔锾烊焕涿?，不損壞臭氧層，無溫室效應(yīng)，安全環(huán)保。2. 兼容性： R433b 的熱工性能與R22相近，所以對于R22的制冷系統(tǒng)無須變更，可直接充裝到R22制冷系統(tǒng)中，達(dá)到同樣的制冷效果，并與各類潤滑油有良好的相容性。3.經(jīng)濟(jì)性： R433b的充裝量，是R22的五分之二，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。而且直接替代R22也節(jié)省了大量改動費(fèi)用。該產(chǎn)品目前在澳大利亞、伊朗、歐洲已經(jīng)得到

42、大規(guī)模推廣使用。</p><p>　　使用該制冷劑應(yīng)注意： R433b碳?xì)洵h(huán)保制冷劑是易燃易爆的壓縮氣體，與空氣混合可形成爆炸性混合氣體，因此在存放時(shí)，應(yīng)儲存在陰涼、通風(fēng)的倉庫內(nèi)。不能與氧化劑類產(chǎn)品混放。遠(yuǎn)離火源、熱源，由專業(yè)人員充裝。在工作場所嚴(yán)禁煙火。為了對環(huán)境造成盡可能少的污染，社會各界都在做出各自的努力，各種新型環(huán)保節(jié)能的制冷劑還在不斷研發(fā)中，一些如三菱，大金，格力這樣的空調(diào)生產(chǎn)廠商也都積極配合環(huán)保事業(yè)，

43、毅然摒棄原先對環(huán)境有嚴(yán)重危害的制冷劑改為采用節(jié)能環(huán)保低能耗的制冷劑，并且配備有合理完善的制冷劑回收處理流程，做到對顧客，對環(huán)境都負(fù)責(zé)。目前制冷空調(diào)行業(yè)中使用的制冷劑多為CFC（氯氟烴的統(tǒng)稱）和HCFC（含氫氯氟烴）。這些物質(zhì)由于對臭氧層具有破壞作用并產(chǎn)生溫室效應(yīng)，因此其替代研究已成為熱點(diǎn)課題。隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)越來越深入人心。因此作者認(rèn)為，在當(dāng)前的制冷劑替代研究中，應(yīng)首先考慮對環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。</p>

44、<p>　　第2章 當(dāng)前制冷劑存在的問題及制冷劑的替代</p><p>　　2.1 當(dāng)前的制冷劑及其存在的問題</p><p>　　由于行業(yè)發(fā)展的慣性，目前使用較多的制冷劑是CFCs和HCFCs，其次是HFCs。（對于CFCs發(fā)達(dá)國家已于1996年1月1日起禁止生產(chǎn)和使用，但一些發(fā)展中國家仍然在使用。）</p><p>　　CFCs的禁用是因?yàn)镃FCs

45、會在大氣中分裂并釋放出破壞臭氧層的氯原子[2]。據(jù)UNEP(聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署)提供的資料，如果平流層的臭氧總量減少1％，預(yù)計(jì)到達(dá)地面的有害紫外線將增加2％。有害紫外線的增加，會產(chǎn)生以下一些危害[3]：</p><p>　　使皮膚癌和白內(nèi)障患者增加，損壞人的免疫力，使傳染病的發(fā)病率增加。 </p><p>　　破壞生態(tài)系統(tǒng)。過量的紫外線輻射會使植物的生長和光合作用受到抑制，使農(nóng)作物減產(chǎn)。紫外

46、線輻射也可能導(dǎo)致某些生物物種的突變。 </p><p>　　引起新的環(huán)境問題。過量的紫外線能使塑料等高分子材料更加容易老化和分解，結(jié)果又帶來光化學(xué)大氣污染。 </p><p>　　因此保護(hù)臭氧已經(jīng)引起了各國的高度重視，成為一項(xiàng)全球性的緊迫任務(wù)[4]。</p><p>　　而HCFCs與CFCs同樣能夠破壞臭氧，兩者只不過是所含的氯原子多少不同而已。同時(shí)CFCs、HC

47、FCs和新一代HFCs制冷劑都被認(rèn)為是溫室氣體[5]，它們對全球氣候變暖影響的大小，取決于它們吸收紅外能量的能力和它們在大氣中延續(xù)的時(shí)間，可用GWP(全球變暖潛值)來度量它們對全球變暖作用的大小，其大小是相對于CO2的溫室效應(yīng)而言的，規(guī)定CO2的GWP值為1。物質(zhì)對于臭氧層破壞能力的大小是以O(shè)DP（大氣臭氧層損耗潛能值）來衡量的，以CFC11為基準(zhǔn)，規(guī)定CFC11的ODP值為1。部分制冷劑的ODP和GWP值見表1。</p>

48、<p>　　表1部分制冷劑的ODP和GWP值</p><p>　　由于溫室效應(yīng)將引起氣候變化，目前國際社會所討論的氣候變化問題，主要是指溫室氣體增加產(chǎn)生的氣候變暖問題。近年來，世界各國出現(xiàn)了幾百年來歷史上最熱的天氣，厄爾尼諾現(xiàn)象也頻繁發(fā)生，給各國造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失。人類對氣候變化，特別是氣候變暖，所導(dǎo)致的氣象災(zāi)害的適應(yīng)能力是相當(dāng)弱的，需要采取行動防范。按現(xiàn)在的一些發(fā)展趨勢，科學(xué)家預(yù)測有可能出現(xiàn)的影響和

49、危害有[2]：</p><p><b>　　海平面上升 </b></p><p>　　全球氣候變暖導(dǎo)致的海洋水體膨脹和兩極冰雪融化，沿海地區(qū)可能會遭受淹沒或海水入侵，海灘和海岸遭受侵蝕，土地惡化，海水倒灌并影響沿海養(yǎng)殖業(yè)。</p><p>　　影響農(nóng)業(yè)和自然生態(tài)系統(tǒng) </p><p>　　全球氣溫和降雨形態(tài)的迅速變化，可

50、能使世界許多地區(qū)的農(nóng)業(yè)和自然生態(tài)系統(tǒng)無法適應(yīng)或不能很快適應(yīng)這種變化，造成大范圍的森林植被破壞和農(nóng)業(yè)災(zāi)害。</p><p>　　加劇洪澇、干旱及其他氣象災(zāi)害 </p><p>　　全球平均氣溫略有上升，就可能帶來頻繁的氣候?yàn)?zāi)害——過多的降雨、大范圍的干旱和持續(xù)的高溫，造成大規(guī)模的災(zāi)害損失。</p><p><b>　　影響人類健康 </b><

51、;/p><p>　　氣候變暖有可能加大疾病危險(xiǎn)和死亡率，增加傳染病。高溫會給人類的循環(huán)系統(tǒng)增加負(fù)擔(dān)，熱浪會引起死亡率的增加。</p><p>　　正因?yàn)楝F(xiàn)行的制冷劑對環(huán)境的巨大的破壞作用，促使著人們積極的尋求能夠與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展相適應(yīng)的新型替代制冷劑。</p><p>　　2.2 制冷劑的替代</p><p>　　自1987年《蒙特利爾議定書》

52、簽訂以來，各國紛紛展開了對CFCs和HCFCs物質(zhì)的替代物的研究，在1997年簽訂《京都議定書》以前，CFCs和HCFCs類的制冷劑替代研究主要以保護(hù)臭氧為目的，主要研制HCFs類制冷劑。但《京都議定書》簽訂以后，人們轉(zhuǎn)而同時(shí)注重臭氧保護(hù)和減小溫室效應(yīng)，要求制冷劑不但要OPD值較小，GWP值也要較小。</p><p>　　根據(jù)《蒙特利爾議定書》CFCs在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)被禁用，HCFCs因?yàn)閷Τ粞跞跃哂衅茐淖饔靡布磳?/p>

53、被淘汰。由于GWP較高，《京都議定書》將替代CFCs和HCFCs的HFCs物質(zhì)列入限控物質(zhì)清單中，要求發(fā)達(dá)國家控制HFCs的排放。所有這些都對制冷劑的替代研究提出了更高的要求。因此理想的替代制冷劑除應(yīng)有較低的ODP值和GWP值外，還應(yīng)具有良好的安全性、經(jīng)濟(jì)性、優(yōu)良的熱物性等優(yōu)點(diǎn)，爭取做到既環(huán)保又節(jié)能。</p><p>　　新型的替代制冷劑主要包括人工合成型和天然型兩大類，有單一工質(zhì)和混合工質(zhì)兩個(gè)方面，混合工質(zhì)又可

54、分為共沸混和物、近共沸混和物和非共沸混和物三種。</p><p>　　目前合成制冷劑方面主要有以下幾種：</p><p><b>　　1）R134a</b></p><p>　　R134a的ODP＝0，GWP＝420，不可燃，無毒，無味，使用安全，其熱物性質(zhì)與R12十分接近，可用來替代R12，用于汽車空調(diào)和家用冰箱等領(lǐng)域。但使用R134a，會使

55、能耗增大，且與CFC—12用的潤滑油不相溶，與材料的兼容性方面也不同CFC-12。另外它還是一種溫室效應(yīng)氣體，所以仍然存在一定的缺陷。</p><p><b>　　2）R152a</b></p><p>　　從物化性方面看HFC-152a也與CFC-12接近，用R152a替代R12后能耗可降低3％～7％，但其在空氣中含量達(dá)4.8％－16.8％時(shí)具有可燃性，因此推廣使用

56、收到一定的限制。而它可與其它物質(zhì)混合，組成非共沸混合物來替代CFC-12。</p><p><b>　　3）R410A</b></p><p>　　R410A是近共沸混合制冷劑，是由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％R32和50％R125組成。ODP＝0，主要用來替代R22，單位容積制冷量較大，傳熱性能及流動性能較好，但同溫度下壓力值比R22高約60％。</p><

57、p><b>　　4）R407C</b></p><p>　　R407C是非共沸混合制冷劑，是由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23％的R32、25％的R125和51％的R134a組成，ODP＝0，單位容積制冷量大，但傳熱性能較差。</p><p>　　天然制冷劑方面主要有：</p><p>　　5）碳?xì)浠衔颷6]</p><p>　　

58、目前作為制冷劑應(yīng)用的碳?xì)浠衔镏饕潜椋≧290）、丁烷（R600）和異丁烷（R600a）等，其中R600a已在歐洲和一些發(fā)展中國家廣泛用于冰箱中，并且它符合《京都議定書》的要求，ODP＝0，GWP＝15，環(huán)保性能好，成本低，運(yùn)行壓力低，噪聲小，但其易燃，易爆。此外R290和R600a組成的混合制冷劑也有一定的發(fā)展使用。</p><p><b>　　6）氨（R717）</b></p&

59、gt;<p>　　氨已被使用達(dá)120年之久而至今仍在使用。其ODP=0、GWP=0，具有優(yōu)良的熱力性質(zhì)，價(jià)格廉且容易檢漏。不過氨有毒性而且可燃，應(yīng)當(dāng)引起注意，不過一百多年的使用記錄表明，氨的事故率是很低的，今后必須找到更好的安全辦法，如減少充灌量，采用螺桿式壓縮機(jī)，引入板式換熱器等等。然而，其油溶性、與某些材料不容性、高的排氣溫度等問題也需合理解決。看來，NH3會有更大的市場份額。</p><p>

60、　　7）二氧化碳（R744）</p><p>　　CO2是自然界天然存在的物質(zhì)， ODP＝0， GWP=1。來源廣泛、成本低廉，CO2安全無毒，不可燃，適應(yīng)各種潤滑油常用機(jī)械零部件材料，即便在高溫下也不分解產(chǎn)生有害氣體。CO2的蒸發(fā)潛熱較大，單位容積制冷量相當(dāng)高，故壓縮機(jī)及部件尺寸較小；絕熱指數(shù)較高K=1.30，壓縮機(jī)壓比約為2.5~3.0，比其它制冷系統(tǒng)低，容積效率相對較大，接近于最佳經(jīng)濟(jì)水平，有很大的發(fā)展?jié)摿?/p>

61、。</p><p>　　當(dāng)然除了以上提到的制冷劑外還有很多新型的替代產(chǎn)品，如清華大學(xué)研制的清華三號，清華四號等混合制冷劑也取得了不錯(cuò)的效果。</p><p>　　第三章 制冷劑的可持續(xù)發(fā)展</p><p>　　3.1可持續(xù)發(fā)展的概念</p><p>　　可持續(xù)發(fā)展的概念源于環(huán)境保護(hù)?？沙掷m(xù)發(fā)展的思想是從70年代以后逐漸形成的。1980年，聯(lián)合

62、國向全世界呼吁：“必須研究自然的、社會的、生態(tài)的、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及自然資源利用過程中的基本關(guān)系，確保全球持續(xù)發(fā)展[7]?！?1987年，聯(lián)合國世界環(huán)境與發(fā)展委員會在《我們共同的未來》報(bào)告中指出，可持續(xù)發(fā)展是指“既滿足當(dāng)代人的需要，又不損害后代人滿足需要的能力的發(fā)展”。這一定義在1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會上得到了各國的共識。</p><p>　　可持續(xù)發(fā)展是指生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會三者的協(xié)調(diào)發(fā)展。其中生態(tài)可持續(xù)發(fā)展以保護(hù)

63、自然為基礎(chǔ)，與資源和環(huán)境的承載能力相適應(yīng)。在發(fā)展的同時(shí)，必須保護(hù)環(huán)境，包括控制環(huán)境污染和改善環(huán)境質(zhì)量，保護(hù)生物多樣性和地球生態(tài)的完整性，保證以持續(xù)的方式使用可再生資源，使人類的發(fā)展保持在地球承載能力之內(nèi)。</p><p>　　3.2制冷劑的替代中的可持續(xù)發(fā)展觀</p><p>　　當(dāng)前環(huán)境變暖引起的氣候變化，臭氧層空洞等已成為全球性的環(huán)境問題，如果任其發(fā)展下去將對人類的生存和發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)峻的

64、挑戰(zhàn)。因此在制冷劑的替代研究過程中應(yīng)該加強(qiáng)對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)意識，不能只看到眼前的利益，而同時(shí)要注重生態(tài)環(huán)境與人類的協(xié)調(diào)的，可持續(xù)的發(fā)展?？沙掷m(xù)發(fā)展的核心是經(jīng)濟(jì)發(fā)展與保護(hù)資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)一致，是為了讓子孫后代能夠享有充分的資源和良好的自然環(huán)境。</p><p>　　通過近年來制冷劑替代工作的進(jìn)展，我們可以看到人們不再只注重制冷劑的熱物性，而更加注重其環(huán)保性。在《蒙特利爾議定書》簽訂以前制冷劑的研究一般以良好

65、的熱力學(xué)性質(zhì)和物理、化學(xué)性質(zhì)等為主，如CFC系列的R11，R12等都具有良好的熱力性能和化學(xué)穩(wěn)定性，且無毒，不燃，不爆等，但對臭氧層有很大的破壞作用，且能夠引起溫室效應(yīng)。在《蒙特利爾議定書》簽訂以后，在制冷劑的研究替代中首先考慮到的是減小制冷劑對臭氧的破壞作用，比如HCFC系列的R22雖然仍對臭氧有破壞作用但比R11和R12小的多。而HFC制冷劑如R134a已對臭氧沒有任何破壞作用。1997年簽訂的《京都議定書》對于制冷劑的替代提出了很

66、高的要求，也更加順應(yīng)了環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的要求，其不但要求替代制冷劑要有較低的ODP，而且具有較低的GWP，這樣HFCs也面臨淘汰的危險(xiǎn)。從上面這些內(nèi)容可以看出，在制冷劑的替代中是環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展這只無形的大手在起著作用，它不但推動這制冷劑的替代研究工作的發(fā)展，而且也為制冷劑的發(fā)展指明了發(fā)展方向。</p><p><b>　　制冷劑的發(fā)展趨勢</b></p><p>　

67、　總得來說制冷劑的發(fā)展趨勢應(yīng)該滿足生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的要求，并且推動其進(jìn)一步發(fā)展。根據(jù)可持續(xù)發(fā)展中經(jīng)濟(jì)發(fā)展與保護(hù)資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)一致的核心要求，制冷劑的發(fā)展方向有兩個(gè)：</p><p>　　一個(gè)是環(huán)保，使用綠色環(huán)保的制冷劑已經(jīng)是大勢所趨，綠色環(huán)保制冷劑可以是合成的，也可以是天然的，雖然合成的環(huán)保制冷劑也對臭氧不會造成破壞，但從地球生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展來看天然制冷劑是最理想的選擇，因?yàn)樘烊恢评鋭┍緛砭褪堑厍蛏鷳B(tài)

68、系統(tǒng)中存在的，無論是使用還是排放到環(huán)境中，取之于自然回之于自然，對環(huán)境的影響比合成制冷劑都小的多，相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，天然制冷劑必將大有發(fā)展。</p><p>　　一直以來制冷劑的替代研究工作也是沿著環(huán)保的方向發(fā)展的，并且已經(jīng)對環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展起到了很大的促進(jìn)作用，2003年9月為紀(jì)念“國際臭氧層日”，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署和國際氣象組織在巴黎發(fā)表了由37個(gè)國家250名專家聯(lián)合作出的關(guān)于大氣臭氧層狀況的評估報(bào)告。報(bào)

69、告指出，自從保護(hù)臭氧層的蒙特利爾協(xié)議得到183個(gè)國家簽署之后，各國做了很多努力，大氣臭氧層已出現(xiàn)了恢復(fù)的跡象，但在今后幾十年中依然很脆弱。</p><p>　　1998年以來的研究表明，破壞同溫層臭氧層的氣體水平幾乎已經(jīng)達(dá)到頂點(diǎn)，但是破壞對流層內(nèi)臭氧層的化學(xué)物質(zhì)總量正在以緩慢的速度下降。其表現(xiàn)形式是：南極上空的臭氧層空洞近幾十年來一直在擴(kuò)大，但近年來速度已經(jīng)放慢低于上世紀(jì)80年代水平；北極上空的臭氧層空洞正在縮小

70、，表明臭氧層正在恢復(fù)。</p><p>　　第二個(gè)是節(jié)能，隨著人們生活水平的提高制冷空調(diào)等設(shè)備越來越普及，同時(shí)其消耗的大量的能源也越來越引起人們的注意，今夏我國18個(gè)省市出現(xiàn)電力緊缺問題，中國電監(jiān)會的一項(xiàng)調(diào)查顯示，供需矛盾加劇造成今夏電力吃緊，其中空調(diào)制冷負(fù)荷快速增長是不可忽視因素。今夏我國華東、華中、華南地區(qū)持續(xù)高溫，空調(diào)制冷負(fù)荷猛增。華東電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、華中電網(wǎng)空調(diào)制冷負(fù)荷比重已超過30％，個(gè)別省電網(wǎng)甚至接近

71、40％。而電能的產(chǎn)生又要消耗大量的化石燃料，如煤、石油等，不但造成大量的不可再生能源的消耗，而且燃燒產(chǎn)物如CO2等還可引起溫室效應(yīng)等環(huán)境問題。因此除了改進(jìn)制冷技術(shù)外還可從制冷劑上下手，通過研制新型節(jié)能制冷劑降低制冷空調(diào)設(shè)備的能耗也是一個(gè)發(fā)展方向。綜上所述，制冷劑的發(fā)展是與環(huán)境保護(hù)和地球生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)的，制冷劑的發(fā)展趨勢體現(xiàn)了環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的要求。</p><p>　　第四章 制冷劑的發(fā)展前景&l

72、t;/p><p>　　可以用作制冷劑的自然制冷劑有5種：水、CO2、NH3、碳?xì)浠衔锖涂諝?丙烷(R290)是碳?xì)浠衔锏囊环N。早在19世紀(jì)，碳?xì)浠衔镆呀?jīng)作為一種制冷劑應(yīng)用于冰箱等家用制冷器具中，受當(dāng)時(shí)理論和技術(shù)所限，人們對其應(yīng)用和安全性缺乏應(yīng)有認(rèn)識，在一臺冰箱中充注多達(dá)1kg以上的碳?xì)浠衔?，使整個(gè)系統(tǒng)效率低，容易泄漏，造成火災(zāi)等安全事故，從而給人們留下了碳?xì)浠衔镏评湫实?、安全性差的印象?974年，人們發(fā)

73、現(xiàn)含氯元素會對臭氧層產(chǎn)生破壞作用，其后，隨著\"蒙特利爾條約\"對CFC和HCFC物質(zhì)的禁用，碳?xì)浠衔镂镔|(zhì)替代制冷劑研究才在全球重新展開。 </p><p>　　丙烷在空調(diào)中的應(yīng)用情況： 在世界上房間空調(diào)R22制冷劑替代的通行做法是采用R410A或R407C兩種制冷劑，但這兩種物質(zhì)屬于\"京都議定書\"中受控排放的HFCs類溫室效應(yīng)氣體，另外，人工合成制冷劑雖然有比較好的

74、熱力性能，但對自然環(huán)境有不同層次，不同方面的影響，解決了一方面環(huán)境問題，同時(shí)又產(chǎn)生了新問題或無法解決其他方面問題，所以，R410A不屬于完全理想的制冷劑。在家用空調(diào)替代物方面，歐洲國家和日本走在前列，目前使用R410A和R407C等HFCs類制冷劑替代R22，但歐洲有些企業(yè)已經(jīng)開始研發(fā)自然制冷劑制冷系統(tǒng)，自然制冷劑對環(huán)境影響最小，是長期替代的理想物質(zhì)。 同R22相比，丙烷對臭氧層破壞系數(shù)是0，全球變暖系數(shù)GWP值很低，基本可以忽略。但丙

75、烷屬于可燃制冷劑，在一定條件下可以燃燒，甚至爆炸。丙烷與礦物油相溶，如果在空調(diào)中采用丙烷為替代制冷劑，空調(diào)壓縮機(jī)企業(yè)則可以使用現(xiàn)有R22壓縮機(jī)的生產(chǎn)線，只是壓縮機(jī)排量需要適當(dāng)增加，壓縮機(jī)生產(chǎn)成本較匹配R22的壓縮機(jī)略有增加。而R410A和R407C壓縮機(jī)使用POE或PVE油，其中POE油吸濕性強(qiáng)，生產(chǎn)中水分管理嚴(yán)格，一旦水分超標(biāo)，壓縮機(jī)極易出現(xiàn)\</p><p>　　近幾年，我國的建筑節(jié)能技術(shù)取得了一些進(jìn)展，居住

76、建筑要求節(jié)能50%，采暖能耗較以前有所下降。而對于整個(gè)系統(tǒng)的可持續(xù)性評價(jià)還沒有具體量化的方法。因此，如何對暖通空調(diào)可持續(xù)發(fā)展程度做出評價(jià)是當(dāng)前暖通專業(yè)面臨的一個(gè)急需解決的重要問題。    價(jià)值工程的特點(diǎn)決定了它可以作為定性評價(jià)暖通空調(diào)可持續(xù)發(fā)展的一種方法。價(jià)值工程與可持續(xù)發(fā)展的研究對象都是產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，可持續(xù)發(fā)展要考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，價(jià)值工程致力于功能與成本的最佳匹配，從環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)來

77、講，發(fā)展經(jīng)濟(jì)與保護(hù)環(huán)境是對立統(tǒng)一的關(guān)系，二者在發(fā)展中缺一不可。因而，環(huán)境保護(hù)作為價(jià)值分析的功能指標(biāo)是必然的，離開環(huán)境保護(hù)這一功能指標(biāo)，價(jià)值分析就違背了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略方針——經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)相互協(xié)調(diào)，相互促進(jìn)。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　何種制冷劑在未來擔(dān)任主角還不能確定。制冷劑的性能是必需滿足要求的，同時(shí)使用制冷劑的系

78、統(tǒng)開發(fā)技術(shù)和減少使用制冷劑量的基本技術(shù)也是必不可少的。除了考慮環(huán)境的因素，即候選物質(zhì)和目前在用制冷劑基于全球變暖影響總當(dāng)量TEWI、生命周期管理LCA和壽命期氣候性能LCCP評估的比較，以及考慮安全的因素，即公害和暴露的評估加上風(fēng)險(xiǎn)、利益的分析，還要考慮市場大小、管理法規(guī)、國際關(guān)系和資金援助等政治和經(jīng)濟(jì)因素。此外，由于法律的遵守問題和建筑特性(諸如隔熱良好的和密封的住房建筑)引起的復(fù)雜問題，制冷劑的發(fā)展方向可能會變動。因此，要預(yù)測制冷劑

79、的未來是極其困難的。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 曹德勝 史林 《制冷劑使用手冊》 冶金工業(yè)出版社</p><p>　　[2] 鄭賢德 《制冷原理與裝置》 機(jī)械工業(yè)出版社 </p>&l

80、t;p>　　[3] 侯偉義 徐錦華《制冷劑的發(fā)展趨勢與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展》 機(jī)械制造與研究</p><p>　　[4] 韓瑋 《制冷劑的研究與發(fā)展概況》 核工程研究與設(shè)計(jì)</p><p>　　[5] 王朋 《新型制冷劑的替代研究與可持續(xù)發(fā)展》 日用電器.2007.6 </p><p><b>

81、;　　致 謝</b></p><p>　　三年的大學(xué)生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號，我將面對又一次征程的開始。三年的求學(xué)生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。 我將盡我最大的努力，去打拼自己的事業(yè)。同時(shí)在工作中不斷的學(xué)習(xí)，積累經(jīng)驗(yàn)，更進(jìn)一步提升本身價(jià)值。</p><p>　　最后再一次