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制冷剂的发展

时间:2023-07-16 21:30:01 点击:134

同时轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝器,带走制冷剂放出的热量,使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。早期的制冷剂是自然界中容易获得或制取的物质,如乙醚、氨、CO2等。由于氟得昂被大量使用,导致近年来南极上空的臭氧空洞不断扩大;而且据报道在我国青藏高原上空也出现了臭氧空洞,因此对氟利昂制冷剂的替代势在必行。据了解,直到目前尚未有国内企业对新型制冷剂或者新型制冷技术进行深入研究开发并申报相关专利。

热门问答

制冷的发展史

人类最早是将冬季自然界的天然冰雪,保存到夏季使用。这在我国、埃及和希腊等文化发展较早的国家的历史上都有记载。

1834年在伦敦工作的美国发明家彼尔金斯(,}}CO}I氏论1I1'd)正式呈递了乙醚在封闭循·环中膨胀制冷的英国专利申请。这是蒸气压缩式制冷机的雏型。空气制冷机的发明比蒸气压缩式制冷机稍晚。美国人戈里(JohnG orrie介绍了他发明的空气制冷机,这是世界上第一台制冷和空调用的空气制冷机。

法国卡列设计制造了第一台氨吸收式制冷机。在各种型式的制冷机中,压缩式制冷机发展较快。从1870年美国人波义耳发明了氨压缩机,德国人林德(tirade)建造第一台氨制冷机后,氨压缩式制冷机在工业上获得了较普遍的使用。

随着制冷机型式的不断发展,制冷剂的种类也逐渐增多,从早期的空气、二氧化碳、乙醚到抓甲烷、二氧化硫、氨等。1929年随着氟利昂制冷剂的出现,使得压缩式制冷机发展更快,并且在应用方而超过了氨制冷机。

随后,于2世纪印年代开始使用了共沸混合制冷剂,加世纪60年代又开始应用非共沸混合制冷剂。直至2D世纪80年代关于淘汰消耗臭氧层物质CR二问题正式被公认以前,以各种卤代烃为主的制冷剂的发展几乎已达到相当完善的地步。

扩展资料

降温和空气调节在工矿企业、住宅和公共场所的应用也愈来愈广。空气调节分为舒适空调和工艺空调。舒适空调是用来满足人们舒适需要的空气调节,而工艺空调是为满足生产中工艺过程或设备的需要而进行的空气调节。

空气调节对国民经济各部门的发展和对人民物质文化生活水平的提高有着重要的作用。这不仅意味着受控的空气环境对各种工业生产过程的稳定运行和保证产品的质量有重要作用,而且对提高劳动生产率、保护人体健康、创造舒适的工作和生活环境有重要意义。

工业生产中的精密机械和仪器制造业及精密计量室要求高精度的恒温恒湿;电子工业要求高洁净度的空调;纺织业则要求保证湿度的空调。同时,在民用及公共建筑中,随着改革开放,旅游业的蓬勃发展,装有空调机的宾馆、酒店、商店、图书馆、会堂、医院、展览馆、游乐场所日益增多。

此外,在运输工具如汽车、火车、飞机和轮船中,也不同程度地安装有空气调节设备。空气调节技术包括制冷、供暖、通风和除尘,其中制冷降温是空气调节的一项关键技术。

参考资料来源:百度百科-制冷

空调制冷发展史

先说一下空调制冷原理

空调器通电后,制冷系统内制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器。

同时轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝器,带走制冷剂放出的热量,使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。

高压液体经过过滤器、节流机构后喷入蒸发器,并在相应的低压下蒸发,吸取周围的热量。

同时贯流风扇使空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换,并将放热后变冷的空气送向室内。

如此室内空气不断循环流动,达到降低温度目的。

发展史

当前的制冷技术已经几乎渗透到各个生产技术、科学研究领域,并在改善人类的生活质量方面发挥着巨大作用。

可以说,现代技术进步离开了制冷技术发展是不可想象的。

为了让空调企业的技术人员及时了解空调制冷技术的最新进展,本文以近期间有关空调制冷技术的相关文献为基础,对其中的主要内容进行综合报道,以供大家参考。

1、制冷剂的研究进展

总的看来,可以把制冷剂的发展历程划分为两个阶段,第一个阶段是从自然物质到人工合成的物质;那么制冷剂发展的第二个阶段将再回归到自然物质。

早期的制冷剂是自然界中容易获得或制取的物质,如乙醚、氨、CO2等。

但是这些早期的制冷剂最后都因为制冷设备庞大效率较低,所以在后来出现热力性能较好的氟利昂制冷剂后,最后在20世纪50年代退出常规制冷系统。

1929年美国通用公司合成出R12,以后很快出现了R11、R22等称为氟利昂的系列卤代烃化合物,因其优良的热力学特性,无毒,不燃烧,极其稳定等性质,很快成为制冷剂的主角,被大量生产和使用,如家用冰箱、汽车空调、小型冷库都用R12,至20世纪七十年代,包括制冷剂,发泡剂在内的各种卤代烃的年产量达到数百万吨,并有继续增加的趋势。

但是,氟利昂是一种化学性质非常稳定的人工合成物质,当它们挥发到大气中以后很长时间不会被自然界分解,而一直扩散到平流层,在大气层11km至45km处的同温层与臭氧层相遇,由于在平流层受到强烈太阳紫外线照射,含氯的氟利昂分子(称为氯氟碳化合物,英文缩写为CFC)便分解游离氯原子,而氯原子可以催化分解臭氧分子,在反应中氯原子被不断的放出,所以分解反应不断进行,氯原子使臭氧层受到破坏、减薄直至消失。

由于氟得昂被大量使用,导致近年来南极上空的臭氧空洞不断扩大;而且据报道在我国青藏高原上空也出现了臭氧空洞,因此对氟利昂制冷剂的替代势在必行。

2、国际R22替代技术的情况

在成功地进行了CFC的替代之后,人们更多地把注意力投向HCFC。

而其中首当其冲的无疑就是制冷空调行业中应用最广泛的HCFC中的R22,,该制冷剂自1936年问世以来就以其优越的综合性能席卷了整个制冷界,并且在设计、制造、运行、维修等方面积累了丰富的成功经验。

然而由于R22对臭氧层的耗损作用和较高的温室效应值,1992年的哥本哈根国际会议将其列入了逐步禁用范围,1995年的维也纳国际会议对其规定的禁用日程为,按照履约要求,我国应在1999年7月1日将CFC类物质的消耗量冻结在1995年至1997年的平均水平上,至2005年削减50%,2010年全部淘汰。

严格地说,目前还没有找到任何一种单工质的性能优于R22的制冷剂。

而目前R22的主要替代工质包括HFCS类工质和天然工质。

虽然对于HFCS类工质的研究已比较成熟,由HFCS类工质组成的非共沸混合物理论上可利用各组分沸点不同实现劳伦兹循环,提高制冷循环效率,但HFCS类工质仍然存在一定的GWP值(全球变暖潜能值),与R22使用的矿物油不相溶,需要使用与之相溶的合成油,并且与干燥剂、密封材料及其他材料的相溶性也需要进一步研究,所以越来越多的人将目光投向了天然工质。

天然制冷剂的最大优点在于其GWP值及ODP(臭氧潜能值)值约为0,不会对环境造成危害,并具有优良热力性能及经济性,目前研究比较成熟的此类制冷剂包括了R407C,R32/134a,R410a,R134a,以及碳氢化合物R1270等等。

最后附国内制冷发展

国内制冷技术研究的状况

制冷剂的发展

我国空调制冷行业走的是与我国家电企业相同的从技术引进到仿制的过程,虽然在生产规模上我国空调企业已经比较大,但是在核心技术方面至今没有摆脱“照猫画虎”或“拿来主义”的圈子。

从发达国家引进技术,我们得到的往往都是一些“过时”的技术。

目前相当普遍的现象就是,许多国内空调企业所生产的空调产品,虽然在生产规模上逐年扩大,但没有走出劳动密集型的模式,可以说没有真正的自有技术,在综合实力上处在国际分工的低端。

这样的企业对新出现的制冷技术只能“望洋兴叹”了。

据了解,直到目前尚未有国内企业对新型制冷剂或者新型制冷技术进行深入研究开发并申报相关专利。

就是一些看起来比较“敏感”准备开发新产品的,不过也只是在打听如何能买到成品压缩机等等。

由此可见我国企业目前所追求的不是技术上的领先、而仍然热衷于为国外高技术制冷企业“打工”,缺少长远打算。

可以说,我们与国外的差距并不仅是技术开发方面的差距,而更在于创新观念上的差距。

与此形成鲜明对照的是,欧美及一些国家已将相关研究纳入国家计划,或是各大公司联合攻关,有关制冷方面新型循环原理、压缩机、换热器的专利层出不穷。

我是学机械制造的,学过制冷学原理,帮你大致整理一下资料,希望满意

制冷剂的发展历史

1805年埃文斯(O.Evans)原创作地提出了在封闭循环中使用挥发性流体的思路,用以将水冷冻成冰。他描述了这种系统,在真空下将乙醚蒸发,并将蒸汽泵到水冷式换热器,冷凝后再次使用。1834年帕金斯第一次开发了蒸汽压缩制冷循环,并且获得了专利。在他所设计的蒸汽压缩制冷设备中使用二乙醚(乙基醚)作为制冷剂。

下表列出早期用过的制冷剂 年份 雪种 化学式 19世纪30年代 橡胶硫化物 二乙醚(乙基醚) CH3-CH2-O-CH2-CH3 19世纪40年代 甲基乙醚(R-E170) CH3-O-CH3 1850 水/硫酸 H2O/H2SO4 1856 酒精 CH3-CH2-OH 1859 氨/水 NH3/H2O 1866 粗汽油 二氧化碳(R744) CO2 19世纪60年代 氨(R717) NH3  甲基胺(R630) CH3(NH2)  乙基胺(R631) CH3-CH2(NH2 1870 甲基酸盐(R611) HCOOCH3 1875 二氧化硫R764) SO2 1878 甲基氯化物,氯甲烷(R40) CH3CI 19世纪70年代 氯乙烷(R160) CH3-CH2CI 1891 硫酸与碳氢化合物 H2SO4,C4H10,C5H12,(CH3)2CH-CH3 20世纪 溴乙烷(R160B1) CH3-CH2Br 1912 四氯化碳 CCI4  水蒸气(R718) H2O 20世纪20年代 异丁烷(R600a) (CH3)2CH-CH3  丙烷(R290) CH3-CH2-CH3 1922 二氯乙烷异构体(R1130) CHCI=CHCI 1923 汽油 HCs 1925 三氯乙烷(R1120) CHCI=CCI2 1926 二氯甲烷(R30) CH2CI2 早期的制冷剂,几乎多数是可燃的或有毒的,或两者兼而有之,而且有些还有很强的腐蚀和不稳定性,或有些压力过高,经常发生事故。

十九世纪中叶出现了机械制冷。雅各布.帕金斯(Jacob Perkins)在1834年建造了首台实用机器。它用乙醚作制冷剂,是一种蒸气压缩系统。二氧化碳(CO2) 和氨(NH3)分别在1866年和1873年首次被用作制冷剂。其他化学制品包括化学氰(石油醚和石脑油)、二氧化硫(R-764)和甲醚,曾被作为蒸气压缩用制冷剂。其应用限于工业过程。多数食物仍用冬天收集或工业制备的冰块来保存。

二十世纪初,制冷系统开始作为大型建筑的空气调节手段。位于德克萨斯圣安东尼奥的梅兰大厦是第一个全空调高层办公楼.

1926年, 托马斯.米奇尼(Thomas Midgely)开发了首台CFC(氯氟碳)机器,使用R-12. CFC族(氯氟碳)不可燃、无毒(和二氧化硫相比时)并且能效高。该机器于1931年开始商业生产并很快进入家用。威利斯.开利(Willis Carrier)开发了第一台商用离心式制冷机,开创了制冷和空调的纪元。

1930年代出现了—氯氟烃CFCs与含氢氯氟烃HCFCs制冷剂。

1930年梅杰雷和他的助手在亚特兰大的美国化学会年会上终于选出氯氟烃12(CFC12,R12,CF2CI2),并于1931年商业化,1932年氯氟烃11(CFC11,R11,CFCI3)也被商业化,随后一系列CFCs和HCFCs陆续得到了开发,最终在美国杜邦公司得到了大量生产成为20世纪主要的雪种。

20世纪30年代,一系列卤代烃制冷剂相继出现,杜邦公司将其命名为氟利昂(Freon)。这些物质性能优良、无毒、不燃,能适应不同的温度区域,显著地改善了制冷机的性能。几种制冷剂在空调中变得很普遍,包括CFC-11.CFC-12. CFC-113.CFC-114和HCFC-22.20世纪50年代,开始使用共沸制冷剂。

下表列出第二阶段雪种开发时间: 年份 雪种 1931 R12 1932 R11 1933 R114 1934 R113 1936 R22 1945 R13 1955 R14 1961 R502 60年代开始使用非共沸制冷剂。

空调工业从幼小成长为几十亿美元的产业,使用的都是以上几种制冷剂。到1963年,这些制冷剂占到整个有机氟工业产量的98%。

到1970年代中期, 对臭氧层变薄的关注浮出水面,CFC族物质可能要承担部分责任。这导致了1987年蒙特利尔议定书的通过,议定书要求淘汰CFC和HCFC族。新的解决方案是开发HFC族,来担当制冷剂的主要角色。HCFC族作为过渡方案继续使用并将逐渐淘汰。

在1990年代,全球变暖对地球生命构成了新的威胁。虽然全球变暖的因素很多,但因为空调和制冷耗能巨大(美国建筑物耗能约占总能耗的1/3),且许多制冷剂本身就是温室气体,制冷剂又被列入了讨论范围。虽然ASHRAE标准34把许多物质分类为制冷剂,但只有少部分用于商业空调。

空调为什么会制冷

通过低温低压的制冷剂,然后吸入到它的气缸中,再经过压缩机的运行使得压力升高,当大于冷凝器之中的压力时,就能够转化为冷气。而在整个制冷系统中,都会经过压缩、冷凝、膨胀以及蒸发四个过程,并且形成一个循环,这样才能源源不断地从空调中吹出冷气。

压缩机是整个冷循环系统的心脏,是动力来源。空调器通电后,压缩机开始工作,将制冷系统内制冷剂的低压蒸气压缩成高压蒸气,这个时候,整体的制冷剂蒸气是属于一个高温状态,然后排入冷凝气,通过风扇机带走制冷剂放出的热量,使高压制冷剂蒸气液化凝结为高压液体。

制冷剂的发展

最初的空调、电冰箱使用氨、氯甲烷之类的有毒气体。这类气体泄漏后会酿成重大事故。托马斯·米基利在1928年发明了氯氟碳气体(chlorofluorocarbon gas), 并将其命名为氟利昂。 这种制冷剂对人类安全得多,但是对大气臭氧层有害。

氟利昂是杜邦公司CFC、HCFC或HFC类冷冻剂的商标,其中每一类冷冻剂名称还包括一个数字,以表示其成分的分子组成(例如R-11, R-12, R-22, R-134)。

其中,在直接蒸发式适度冷却产品领域应用最广的R-22 HCFC制冷剂将于2010年起停止用于新生产的设备中,并于2020年彻底停止使用。R-11和R-12在美国已经停产。

作为替代品,一些对臭氧层无害的制冷剂已投入使用, 包括商品名为“Puron”的制冷剂R-410A。R290和R32新型的环保制冷剂也逐步走向市场,R290分子中只含有碳和氢,不含有氯和氟,破坏臭氧潜能值(ODP)为零。

制冷剂的发展史?

第一个百年中所使用的冷媒是由在几近典型的机器中对熟悉的液体创新努力使用来主宰 -" 不论是什么只要能用即可 " 。目标是提供冷冻用途,以及后来的,持久性。几乎所有早期的冷媒都是可燃的、有毒的或兼有二者,且有一些同时是有剧烈作用的。意外事件是常常发生的。就此观之,丙烷当时因此被当成无味的安全冷媒出售。

第二代的冷媒是源自 1928 年为寻求较为安全的冷媒、能够广泛的被使用于家用冰箱而来的。 T.Midgley,Jr. 及他的同事 A.L.Henne 及 R.R.McNary 由物质组成表及特性表中找寻适当的候选者,其特性必需是稳定的,既没有毒也不可燃,并且有着他们需要的沸点。

这个结果使得他们的注意力转移至先前的尚未使用的有机氟化物,但是由于数据的不足迫使他们转向其它的方法。 Midgley 转向元素周期表中去寻求。他快速地舍弃那些挥发性不足的元素。他然后根据元素的低沸点的需求除去那些会产生不稳定及有毒的化合物及惰性气体的元素。他剩下 8 种元素可以选择:碳、氮、氧、硫、氢、氟、氯及 溴 。他们聚集在元素周期表相交的行与列上,氟是在接近中央的位置。

经过他人反复的筛检,使用较新的数据及技术,都得到相同关于 Midgley 元素适合的结果。很有趣的,所有在 1928 年以前所使用的冷媒就是由这 8 种元素中的 7 种元素所组成 - 除了氟。

今天给各位分享制冷剂的发展的知识到此结束,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注创弗化工网!

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