无氟冰箱、空调应当更名
近些年来,冰箱和空调正悄悄走进了寻常百姓的家里,几乎成了家家必备的电器。然而最近,无论是新闻媒体,还是生产厂家,都传出了冰箱、空调要更新换代,要使用无氟制冷剂等消息,有些厂家还率先推出了“无氟”产品。这里我们想介绍一下冰箱、空调为什么要用含氟制品,现在为什么要寻找替代物。
电冰箱、空调机都是依靠制冷装置来降温的,其致冷原理是:利用气体压缩机将制冷剂的蒸气压缩,而后在冷凝器中降温使之冷凝为液体,将释放出的热量散发到周围空气。液态制冷剂经毛细管转至蒸发器,在低温低压下沸腾,并不断从冰箱或空调的冷冻室中取走“气化热”,使冷冻室保持低温,达到制冷效果。气化后的制冷剂又重复上述过程(图5—5),反复不断地液化、气化,这样制冷剂就起到一个热量“搬运工”的角色,不断地从冰箱、空调的冷冻室取走热量,使其维持低温,又不断把热量散发给周围环境,其中冰箱是将热量散发至冰箱外即可,而空调机是将热量散发到室外。自冰箱、空调问世以来,人们一直使用氟利昂作为制冷剂。氟利昂是氟氯甲烷、氟氯乙烷等多种氟氯碳化合物的总称,如三氟一氯甲烷CClF3、二氟二氯甲烷CCl2F2、三氟三氯乙烷FCl2C-CClF2等。以二氟二氯甲烷为例,其沸点为-29.8℃,常温下为气态,因氟利昂本身无毒,化学性质稳定,且因分子量较大,分子间作用力较强,因此液态氟利昂气化时吸收气化热较多;制冷效率高,故氟利昂作为冰箱、空调的制冷剂已沿用多年。
图5-5 电冰箱的制冷机理
自1974年两位美国科学家发表了大气臭氧层遭受破坏的论文后,1984年在南极上空又发现了臭氧空洞,且有越来越多的科学证据表明,臭氧层遭破坏与氟利昂的使用有直接关系。研究表明:这类制冷剂在光照条件下经过一系列化学变化,最后可分解出原子氯,而原子氯是臭氧分子分解的催化剂,一个氯原子可使上千个臭氧分子遭破坏:
2O3—3O2
在离地球地面约15~25千米的高空处,有一层一定厚度的臭氧层包围着地球。太阳光中的紫外线如果过量射入地球,将会引起人类和生物患严重疾病,而臭氧层的存在可将太阳辐射中的紫外线的大部分吸收,因此臭氧层成了地球居民的“保护神”,保护人类和其他生物免受紫外线的伤害。臭氧层空洞出现后,无疑增加了进入地球的紫外线的量,因此是一个“危险信号”。
为了防止臭氧层遭破坏的事件继续恶化,1987年有24个国家及欧共体在加拿大蒙特利尔鉴定了议定书,让世界各国行动起来,共同管制破坏臭氧层物质的使用。中国也是签约国之一。此后,又有新的证据显示了臭氧屋遭破坏的速率远高于以前的估计。为此1990年6月,议定书缔约国又在伦敦开会,对议定书的部分内容作出了修订,对有害物质的使用期限作了更严格的规定。其中被管化学制品共五大类,94种之多。显然,氟利昂也在限制之列,在有害物质中,以氟氯烷(符号CF-Cl)危害性最大,要求在2000年以前逐步将其淘汰,而对臭氧破坏危害较小的氢氟氯烷(符号HCFCl),要求在2020年之前淘汰,最迟不晚于2040年。这就是冰箱、空调制冷剂要更新换代的“来龙去脉”。我国作为议定书鉴约国,将认真履行自己的义务。
目前有害制冷剂的替代物有氢氟碳类化含物(HFC)、混合制冷制、碳氢化合物及氨等。中国推出的无害制冷剂的化学式为C2H2F4,即四氟乙烷,而美国专家推出的1,1,2,2,3—五氟丙烷,据称是目前所选出的最终替代有害制冷剂的长期候选对象。如果我们分析一下这些无害制冷剂的化学成分将会发现,它们之中氟的成分不仅保留,且含量还有增加,而去掉的仅仅是氯。因为破坏臭氧层的“凶手”不是氟,而是氯。所以,加在制冷剂中氟元素的种种“罪名”应该推倒,给氟“平反”。而将新一代的冰箱、空调称之“无氟冰箱”、“无氟空调”显然名不副实,将它们称作“环保冰箱”、“绿色冰箱”等似乎更合适。
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