制冷的历史可以追溯到古代,早在先秦时期,我们智慧的祖先就会利用天然冰来制冷。
在战国时期,我们就发明出了最原始的冰箱——冰鉴,用来冰镇保鲜食物。
在宋朝时期,我们就已经会用硝石来制冰作冰激凌。但是在制冷剂的发展历史上,是西方率先发明并使用的。
制冷剂的发展可以分为四个阶段:第一阶段是19世纪(1830-1930年)的早期制冷剂,1834年,帕金斯第一次开发了蒸气压缩制冷循环,使用二乙醚最为制冷剂,随着制冷设备的投入使用,陆续开发了一些知己的制冷剂,如:橡胶硫化物,酒精,粗汽油等流体。
之所以选用这种流体,主要是由于当时比较容易获得这种流体,从早期开始,“易获得性”始终成为制冷剂选择的一条重要准则。但是此类制冷剂多数是可燃或有毒的,经常引发事故,随着第一次世界大战的结束,制冷剂需求增大,选择制冷剂的注意力转向了安全和性能。
第二阶段是20世纪90年代前(1931-1990)时期的氯氟烃(CFCs)和含氢氯氟烃(HCFCs)的制冷剂。如R11,此类制冷剂安全、稳定且热功性能好,但同时有消耗大气臭氧层和引起全球温室效应的全球环境问题,各国陆续开始淘汰此类制冷剂。
第三阶段是21世纪初的环保制冷剂:含氢氟烃(HFC)类,回归到第一代的天然工质(氨、碳氢类等),如:R134a:
HCFC和HFC混合制冷剂,如R404A:
此类制冷剂虽然减少了臭氧的消耗,但是形成鲜明对比的是全球气候变暖的趋势更加严重,开发使用无温室效应,无臭氧消耗的绿色环保制冷剂成了新趋势。
第四阶段是21世纪初至今,逐步淘汰第三阶段的环保制冷剂,开发使用更环保的绿色环保制冷剂,如R600a:
此类环保制冷剂虽然足够环保,但是可燃性和不稳定性降低了它的安全性能,稳定性于安全性成了新型环保制冷剂需要解决的问题。
总结:制冷剂的发展可分为四个阶段,如下图:
制冷剂的发展趋势如下图:
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