制冷技术发展历程

终结氟氯烃

1931年,美国杜邦公司合成一种名为氟利昂的物质,即氟氯烃(CFCs),这项发明在当时意义重大。

CFCs由于化学性质稳定,不具有可燃性和毒性,被广泛用作制冷剂、发泡剂和清洗剂,用于家用电器、泡沫塑料、日用化学品、消防器材等领域。

上世纪七八十年代,CFCs的传奇走向终点。研究发现,CFCs会破坏臭氧层。1982年,日本南极观测队发现南极上空臭氧层明显变薄,形成了所谓的"南极臭氧洞"。之后,国际上保护臭氧层的呼声更加高涨。

1985年和1987年先后通过的《维也纳公约》和《蒙特利尔议定书》开始对CFCs的管制和淘汰计划。提出在2010年1月1日前淘汰其生产和消费,这一目标已经实现。

替代品HCFCs正遭淘汰

随着CFCs逐渐退出市场,替代物质含氢氯氟烃(HCFCs)受到了青睐。HCFCs的ODP值(臭氧消耗潜能值)低,意味着它对臭氧层的破坏力较小。如HCFC-22的ODP值仅为CFC-11的1/20。

HCFCs对臭氧层依然有较强的破坏能力。此外,HCFCs的温室气体效应强于CFCs,其全球变暖潜能值(GWP值)是CFCs的两三倍。

1992年11月,《蒙特利尔议定书》第四次缔约方会议将HCFCs列入管制名单,并要求各国从1996年起冻结HCFCs的生产量,到2030年完全禁用。1977年,淘汰目标得到调整,发达国家的时限设定为2020年,发展中国家则调整为2040年。

新替代品有新麻烦

1991年,美国联信公司(现为霍尼韦尔公司)研制出一种对臭氧层没有任何破坏作用的氢氟烃(HFCs)混合制冷剂R410-A。HFCs的诞生曾令人兴奋不已,不过,研究者发现,HFCs的温室效应却十分强烈。

于是,人们将目光放在了另一种既不破坏臭氧层、温室效应又比较低的替代品:以R600-A为代表的碳氢化合物。

这种替代物已被用于冰箱制冷,但对于数量庞大的家用空调行业却不一定适合。原因在于,冰箱制冷量小,每台冰箱平均只需用50克碳氢化合物,而每台空调平均需要1公斤左右。特别地,普通分体式空调有一半安装在室外,碳氢化合物在长期日照之下可能爆炸。

寻找安全、经济、高效并且对环境友好的制冷剂依然任重而道远。