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碳氢化合物作为制冷剂的优缺点
来源: | 作者:Eva | 发布时间: 2022-11-22 | 117 次浏览 | 分享到:

CFC、HCFC、HFC、HFO和天然制冷剂的简史

      氯氟烃 (CFC) 和氢氯氟烃 (HCFC) 对臭氧层造成的破坏导致了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》的制定。1989年8月26日实施并得到197个国家的批准,它用其他对层本身没有影响的物质取代了CFC和HCFC(此后一直在恢复):CFC在2016年被淘汰,而HCFC预计将被淘汰到2040年在全球范围内。

      CFC和HCFC的替代品包括氢氟烃 ( HFC )、其他不消耗臭氧层的合成制冷剂(它们的臭氧消耗潜能值 ODP = 0);不幸的是,氢氟碳化合物导致全球变暖,这已成为一个主要的环境问题。因此开始寻找ODP=0且全球变暖潜能值 (GWP) 尽可能低的HFC替代品。

      此后开发出新型合成制冷剂,氢氟烯烃(HFOs)及其混合物,其GWP非常接近1,即CO2的GWP(这种气体一直被用作物质全球变暖潜能值的参考)。自然替代品也得到了更强有力的推广,例如CO2本身、碳氢化合物 (HC )和氨(NH3); 所有这些在过去已经使用过或仍在使用,并且由于它们不消耗臭氧并且对全球变暖的影响可以忽略不计或没有影响,因此发现新的、增加的重要性。

      最后,2016年10月15日,《蒙特利尔议定书》的基加利修正案对该议定书进行了修订,以包括最迟在2047年之前逐步减少氢氟碳化合物。

什么是碳氢化合物?

      碳氢化合物是由与碳原子键合的氢原子组成的物质。例如甲烷 (CH4)、丙烷 (C3H8)、丙烯 (C3H6,也称为丙烯) 和丁烷 (C4H10)。

      根据ASHRAE 34安全分类,这些都是易燃无毒的:它们的安全等级为A3,“A”表示“低毒”,“3”表示“高易燃性”。

碳氢化合物作为制冷剂的优点

      可用性和方便性:它们是从土壤中提取的,也与石油一起提取,因此它们的价格低于其他合成制冷剂。GWP约为3,与CO2相当:它们对全球变暖的影响有限,始终远低于其他合成制冷剂。它们可以比其他制冷剂更有效地用于冷却/加热:事实上,它们的汽化潜热甚至是其他合成制冷剂的两倍,这意味着在相同的制冷剂质量流量下具有更高的冷却/加热效果。那么,为什么不直接改用碳氢化合物呢?

碳氢化合物作为制冷剂的缺点

      易燃性是主要问题,还有潜在的危险和后果。

      有一定数量的标准基于将泄漏的易燃物质(如果发生泄漏)的浓度限制在远低于其可燃性下限并使易燃物质远离潜在火源(例如如火花和热表面),以尽量减少火灾和爆炸的风险。然而,这些原理的简单性被与碳氢化合物的易燃性相关的可以理解的恐惧所抵消,此外还有与设备设计和生产相关的一些技术问题。因此,立法中往往采取保护态度:一些国家不允许将易燃气体用于某些应用,而另一些国家则限制总量以减少相关风险。