E、R1270:通過(guò)對(duì)R1270與R22的熱物理性質(zhì)和熱力循環(huán)性進(jìn)行比較,碳?xì)浠衔颮1270的環(huán)境接受性能好,主要的熱物理性質(zhì)與R22相似,其氣化潛熱比R22和R290都要高,傳熱效率高,并且R1270的可燃可爆性也可以通過(guò)生產(chǎn)過(guò)程和制冷裝置中安全措施的完善而得到克服。與R22系統(tǒng)潤(rùn)滑油及其它部件均能兼容,并且與R22容積制冷量相差不大,不需要壓縮機(jī)進(jìn)行改型。具有高制冷量,高循環(huán)性能系數(shù),充注量大大減少的優(yōu)點(diǎn),總體考慮可是一種性能優(yōu)良的制冷劑。
3、天然制冷劑
HFC替代物雖然解決了臭氧層的消耗問題,但其較高的GWP值仍然是困擾人們的一個(gè)不可忽視的問題。如果從環(huán)境的可接受性考慮,天然制冷劑無(wú)疑是解決問題最徹底而又最完滿的途徑。
以挪威的勞倫曾(G.Lorentzen)教授為代表的提倡天然制冷劑的流派投向了“取之于自然,還之與自然”的天然制冷劑。
國(guó)際制冷學(xué)會(huì)(IIR)從1994年起舉辦兩年一度的專題討論天然工質(zhì)的國(guó)際會(huì)議,交流探討在此領(lǐng)域中的新發(fā)現(xiàn)和成果。目前在天然制冷劑中以氨、丙烷與其他烴的混合物及CO₂制冷技術(shù)最有可能成為R22的長(zhǎng)期替代物。
(1)R717:是具有120多年使用經(jīng)驗(yàn)的一種廉價(jià)天然制冷劑,其熱力性能優(yōu)良,其容積制冷量和能效比均可優(yōu)于R22;然而R717的排氣溫度很高,它與某些材料與原有潤(rùn)滑油的不相溶性令人顧慮。但是新的潤(rùn)滑油及其他新技術(shù)的出現(xiàn),為氨的擴(kuò)大應(yīng)用提供了可能性,目前已有使用氨的整裝式冷水機(jī)組面市,制冷技術(shù)人員還在繼續(xù)不斷地努力。
(2)R290:也是一種在化工生產(chǎn)中已長(zhǎng)期使用的非常廉價(jià)的天然制冷劑。丙烷的熱力性質(zhì)與R22非常接近,因而有可能成為R22的直接沖灌式制冷劑。與R22相比,丙烷的能效比較高,排氣溫度低,容積制冷量也較小。其弱點(diǎn)是具有可燃性。近年來(lái)使用丙烷的呼聲在增長(zhǎng),也已制定出有關(guān)的安全使用規(guī)程。
(3)CO₂:由于CO₂的高密度和低粘度,CO₂的流動(dòng)損失小,傳熱效果好。通過(guò)強(qiáng)化傳熱可以彌補(bǔ)它循環(huán)不高的缺點(diǎn),增加回?zé)崞骰蛘卟捎脙杉?jí)壓縮即可達(dá)到與常規(guī)制冷劑相似的效率,而不設(shè)膨脹機(jī),這也是各公司開發(fā)CO₂小型制冷或者汽車空調(diào)的研究方向。
CO₂制冷技術(shù)已經(jīng)跨進(jìn)實(shí)際應(yīng)用的門檻。日本幾大公司開發(fā)的CO₂熱泵熱水器已上市多年,年產(chǎn)已達(dá)十萬(wàn)臺(tái)。日本冷凍空調(diào)空調(diào)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)JRA-4050-2004家電熱泵熱水機(jī)(二氧化碳冷媒)對(duì)這類產(chǎn)品的性能、安裝等有嚴(yán)格的規(guī)定。實(shí)際上熱水器稍加改裝,即可變?yōu)橛袩峄厥盏募矣每照{(diào),所以將CO₂用于家用空調(diào)也只有一步之遙。在汽車空調(diào)方面,可以說(shuō)國(guó)際上各大汽車公司都進(jìn)行了CO₂汽車空調(diào)的研制,并能過(guò)專門協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)聯(lián)合攻關(guān),國(guó)際汽車工程學(xué)會(huì)不斷發(fā)布有關(guān)報(bào)告。歐盟正在講座相關(guān)CO₂汽車空調(diào)的標(biāo)準(zhǔn),準(zhǔn)備在2008-2010年將歐洲的汽車空調(diào)全部改為CO₂系統(tǒng)。R134a汽車空調(diào)只是過(guò)渡性的,一旦時(shí)機(jī)成熟,向CO₂系統(tǒng)轉(zhuǎn)變已是定局。而這個(gè)“時(shí)機(jī)”不僅是技術(shù)性的,而且是政策性、商業(yè)性的。
4、熱聲制冷
除了在制冷劑方面的進(jìn)展,在新的制冷理論及實(shí)踐方面也有許多進(jìn)展,如熱聲制冷技術(shù)的研究和運(yùn)用。
熱聲制冷是21世紀(jì)以來(lái)發(fā)展的一種新的制冷技術(shù),與傳統(tǒng)的蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)相比,熱聲熱機(jī)具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì):無(wú)需使用污染環(huán)境的制冷劑,而是使用惰性氣體或其混合物作為工質(zhì),因此不會(huì)導(dǎo)致使用的CFCS或HFCS臭氧層的破壞和溫室效應(yīng)而危害環(huán)境;其基本機(jī)構(gòu)是非常簡(jiǎn)單和可靠,無(wú)需貴重材料,成本上具有很大的優(yōu)勢(shì);它們無(wú)需振蕩的活塞和油密封或潤(rùn)滑,無(wú)運(yùn)動(dòng)部件的特點(diǎn)使得其壽命大大延長(zhǎng)。熱聲制冷技術(shù)幾乎克服了傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)的缺點(diǎn),可成為下一代制冷新技術(shù)的發(fā)展方向。
所有的熱聲產(chǎn)品的工作原理都基于所謂的熱聲效應(yīng),熱聲效應(yīng)機(jī)理可以簡(jiǎn)單的描述為在聲波稠密時(shí)加入熱量,在聲波稀疏時(shí)排出熱量,則聲波得到加強(qiáng);反之聲波稠密時(shí)排出熱量,在聲波稀疏時(shí)吸入熱量,則聲波得到削弱。
當(dāng)然,實(shí)際的熱聲理論遠(yuǎn)比這復(fù)雜的多。
當(dāng)然,熱聲制冷的設(shè)計(jì)水平及制造工藝也在不斷的提高。目前,美國(guó)在熱聲領(lǐng)域內(nèi)的投入最大,研究機(jī)構(gòu)最多,取得了許多突破性的進(jìn)展。
如上世紀(jì)90年代早期,美國(guó)海軍研究生院(NPS)的Garrett教授開發(fā)的熱聲制冷機(jī);2000年左右,開發(fā)了太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的熱聲制冷機(jī)。




