中央空調(diào)冷水機組(Chiller)冷媒的選擇及前景(三)

冷媒

雖然冷媒會造成所提及的環(huán)境問題，他們的角色所影響的相對地不大。一項與同樣的化學物質(zhì)用于其它用途的區(qū)別是冷媒并不需要被釋出以產(chǎn)生作用。實際上，避免釋出冷媒能改善系統(tǒng)效率及降低成本。冷媒這個問題不是在于系統(tǒng)內(nèi)部的冷媒而是在于他們的釋出。

冷凍提供了不可或缺的社會利益。一些是使氣候酷烈的地區(qū)變得適合人居，使得食物能夠被儲藏及運輸，使得醫(yī)療品及藥物能夠被生產(chǎn)及儲藏，以及避免疾病的散布。冷凍同時使得許多重要的生產(chǎn)過程變成可能，增加工人的生產(chǎn)力，及提供舒適的生活。

冷媒是冷凍系統(tǒng)最重要的構(gòu)成成份。由冷媒的蒸發(fā)所移走的熱量就是制冷的能力。將冷媒與空氣或其它被冷卻的物質(zhì)隔離需要某種熱交換器 - 蒸發(fā)器 - 以隔離冷媒。

其它在冷凍系統(tǒng)回路 中件只是 使冷媒能夠不斷循環(huán)。一個壓縮機 ( 或是一個吸 - 放回路及一個 溶液幫浦 ) 可提升冷媒的壓力，以使得熱量得以在較高溫的溫度排放出來。一個冷凝器液化冷媒而使得它能再次沸騰或蒸發(fā)。一個減壓的設(shè)計，如膨脹閥或限流孔，控制流量以分離系統(tǒng)回路的高壓端及低壓端。

冷凍系統(tǒng)剩下的其它部件則分別在不同的負載量及熱量排放情況下控制運轉(zhuǎn)，將熱從產(chǎn)生的地方傳輸至蒸發(fā)器，傳輸冷凝器熱量至排放裝置，供應(yīng)能源以驅(qū)動系統(tǒng)，或是改進系統(tǒng)的安全、耐用性及可靠度。

幾乎任何的流體，通常借著階段性的變化，都能被當成冷媒使用。實際上的差別是在于穩(wěn)定性、安全性、效果及兼容性。

* 冷凍有其它的方法例如使用 magnet℃aloric 或 thermoacoustic 過程或利用 Seeback 效應(yīng)。這些方法未來有發(fā)展的空間，但是現(xiàn)今并不實用，除非在特別的應(yīng)用上，如 magnet℃aloric 系統(tǒng)的溫度必須趨近絕對 0 度。這里的討論提出 Joule-Thomsom 效應(yīng)，因為其效果及多用途是最常被使用的。

冷媒歷史

第一個百年中所使用的冷媒是由在幾近典型的機器中對熟悉的液體創(chuàng)新努力使用來主宰---"不論是什么只要能用即可 "。目標是提供冷凍用途，以及后來的，持久性。幾乎所有早期的冷媒都是可燃的、有毒的或兼有二者，且有一些同時是有劇烈作用的。意外事件是常常發(fā)生的。就此觀之，丙烷當時因此被當成無味的安全冷媒出售。

第二代的冷媒是源自 1928 年為尋求較為安全的冷媒、能夠廣泛的被使用于家用冰箱而來的。 T.Midgley,Jr. 及他的同事 A.L.Henne 及 R.R.McNary 由物質(zhì)組成表及特性表中找尋適當?shù)暮蜻x者，其特性必需是穩(wěn)定的，既沒有毒也不可燃，并且有著他們需要的沸點。

這個結(jié)果使得他們的注意力轉(zhuǎn)移至先前的尚未使用的有機氟化物，但是由于數(shù)據(jù)的不足迫使他們轉(zhuǎn)向其它的方法。 Midgley 轉(zhuǎn)向元素周期表中去尋求。他快速地舍棄那些揮發(fā)性不足的元素。他然后根據(jù)元素的低沸點的需求除去那些會產(chǎn)生不穩(wěn)定及有毒的化合物及惰性氣體的元素。他剩下 8 種元素可以選擇：碳、氮、氧、硫、氫、氟、氯及 溴。他們聚集在元素周期表相交的行與列上，氟是在接近中央的位置。

經(jīng)過他人反復(fù)的篩檢，使用較新的數(shù)據(jù)及技術(shù)，都得到相同關(guān)于 Midgley 元素適合的結(jié)果。很有趣的，所有在 1928 年以前所使用的冷媒就是由這 8 種元素中的 7 種元素所組成 - 除了氟以外。參考文獻 4 至 7 詳細描述了這個歷史。

圖1 冷媒的發(fā)展史

我們決意為制冷產(chǎn)業(yè)貢獻更多優(yōu)質(zhì)冷凍材料。