制冷剂的发展历史

在1805中,O.Evans最早提出了利用封闭循环中的挥发性流体将水冻结成冰的思想。他描述了这个系统,该系统在真空下蒸发乙醚,将蒸汽泵入水冷热交换器,冷凝后再次使用。珀金斯于1834首次开发出蒸汽压缩制冷循环,并获得专利。在他设计的蒸汽压缩制冷设备中,使用乙醚(乙醚)作为制冷剂。

下表列出了早期使用的制冷剂的化学式:65438+橡胶硫化乙醚(乙醚)CH3-CH2-O-CH2-CH3 65438+甲醚(R-e 170)CH3-O-CH3 1850水/H2O// H2SO4 1856醇CH3-CH2-OH 1859氨/水NH3/H2O 1858乙胺(r 631)CH3-CH2(NH 21870)甲醇(r 611)HCO och 3 1875二氧化硫R764) SO2 1878氯甲烷、氯甲烷(r40)ch3cl 65438+氯乙烷(r 160)CH3-ch2cl 1438CH3-CH2-CH3 1922二氯乙烷同分异构体(r 1130)CHCI = CHCI 1923汽油HCs 1925三氯乙烷(r 1120)CHCI = CCI 2 1926二氯甲烷(R30)ch2cl 2早期的制冷剂,几乎全部都是可燃的或有毒的,或两者兼而有之

机械制冷出现在19世纪中期。雅各布·珀金斯在1834年制造了第一台实用的机器。它使用乙醚作为制冷剂,是一个蒸汽压缩系统。二氧化碳(CO2)和氨(NH3)分别在1866和1873中首次用作制冷剂。其他化学品,包括化学氰化物(石油醚和石脑油)、二氧化硫(R-764)和甲醚,已被用作蒸汽压缩的制冷剂。它的应用仅限于工业过程。大多数食物仍然用冬天收集的冰块或工业制作的冰块来保存。

二十世纪初,制冷系统开始被用作大型建筑的空调手段。德克萨斯州圣安东尼奥的美兰大厦是第一座全空调的高层办公楼。

1926年,Thomas Miccini使用R-12开发了第一台CFC(含氯氟烃)机器。CFC族(含氯氟烃)不可燃、无毒(与二氧化硫相比)且能效高。该机于1931开始商业生产,并很快进入家庭。威利斯·开利发明了第一台商用离心式冰箱,开创了制冷和空调的时代。

在1930年代,出现了含有氟氯烃的氯氟化碳和氟氯烃。

1930年,梅杰和他的助手在美国化学学会亚特兰大年会上最终选定了12氯氟烃(CFC 12,R6 5438+02,CF2ci2),并在1931年将其商业化,1932氯氟烃。R11,CFCI3)也实现了商业化,随后又陆续开发出一系列的CFC和HCFCs,最后在美国杜邦公司批量生产,成为20世纪的主要雪种。

20世纪30年代,一系列卤代烃制冷剂相继出现,杜邦将其命名为氟利昂。这些物质性能优异,无毒不燃,能适应不同的温度区域,显著提高了冰箱的性能。几种制冷剂在空调中变得非常普遍,包括CFC-11。CFC-12。CFC-13。氟氯化碳-114和氟氯烃-22.20。20世纪50年代,使用共沸制冷剂。

下表列出了第二阶段雪种的发育时间:年雪种193121932 r 1933 r 1933 r 111465438。36r 21945 r 131955 r 141961r 502上世纪60年代使用非共沸制冷剂。

空调行业使用上述制冷剂,已经从婴儿期发展成为数十亿美元的产业。到1963,这些制冷剂占有机氟工业总产量的98%。

到1970年代中期,对臭氧层变薄的担忧浮出水面,含氯氟烃物质可能是部分原因。这导致了1987《蒙特利尔议定书》的通过,该议定书要求逐步淘汰氟氯化碳和氟氯烃。新的解决方案是发展HFC系列,发挥制冷剂的主要作用。氟氯烃系列将继续作为过渡方案使用,并将逐步淘汰。

在1990年代,全球变暖对地球上的生命构成了新的威胁。虽然导致全球变暖的因素有很多,但由于空调和制冷的巨大能耗(美国建筑能耗约占总能耗的1/3)以及很多制冷剂本身就是温室气体,所以将制冷剂纳入讨论。虽然ASHRAE标准34将许多物质归类为制冷剂,但只有少数物质用于商用空调。