寻找更绿色的制冷

《京都议定书》要求逐步淘汰与臭氧消耗有关的氯氟烃(CFCs),这种物质被用于各种工业、商业和家庭用途,包括作为冰箱的冷却剂。丹麦和德国的研究人员建立了几个“演示”单元,以测试用于小型商业和工业用途的自然冷却剂。

1985年,在南极洲上空的地球平流层发现了极地臭氧耗损,这促使人们对臭氧耗损过程进行进一步调查,并呼吁减少或停止氯氟烃的生产——首先是在气溶胶中,然后逐渐在其他应用中,如在制冷工厂中。

人们发现,大气动力学、化学反应和太阳辐射的复杂组合可以解释极地春季的臭氧损耗。最近对北极地区的研究表明,类似的过程也可能发生在北半球。

欧盟资助的研究创新小容量氨制冷工厂(OSCAR)的项目最近公布了其长达27个月的调查结果。虽然他们的一些氨基设计和创新获得了很高的“绿色”形象,但其他的不太成功,但为未来使用提供了有价值的技术诀窍。

在其最终报告中,第五研究框架计划(FP5)奥斯卡项目承认,制造商只有在有潜在市场的情况下才会采用它的设计。但是,尽管氟氯化碳在欧盟被禁止,并逐渐从循环中移除,但对氢氟碳(HFC)冷却剂的使用限制却不那么明确。

该报告指出:“只要对……这个问题存在不确定性,企业仍然可以使用七氟丙烷制冷剂,不必在新的无七氟丙烷替代品上使用资源。”为了减少制冷系统的温室效应,需要创新的新系统。目前,氨在大型设施中得到了有效利用。但该报告的作者来自德累斯顿·库拉兰根堡和丹麦技术研究所,他们表示,使用天然制冷剂在更小范围内工作的新设计,必须与传统装置相比具有竞争力。

丹麦开发了三个示范厂,用于测试两个热泵制冷系统——一个用于冷却牛奶,另一个用于海洋应用——和一个冰片机。另外三个在德国建立,以分析冷却单元的制冷系统——一个用于正常冷却条件,一个用于深度冷冻——和盐水制冷机。

在题为“小容量氨制冷装置的创新”的报告中,OSCAR总结了研究结果并提出了进一步研究的建议。简单地说,研究人员承认,到目前为止,使用天然制冷剂,无论是氨还是氨和二甲醚的混合物,都是有限的。据记录,通过使用这些替代品,能源成本节约(约7%)——间接降低了这类制冷工厂的“全球变暖潜能值”(GWP)。

例如,以氨为基础的牛奶冷却系统,比CFC和hfc冷却系统的效率高出5%到7%。船用冷水机和薄片机的演示也证明了以低初始投资成本生产有竞争力、高效的系统是可能的。但是,尽管使用氢氟碳化合物仍然是合法的,但作者表示,这些应用不太可能被开发出来。

从技术角度来看,研究小组很有信心,根据项目中收集的经验和数据,可以制定出可靠、节能的氨制冷系统的规格。但是,在诸如“湿操作和回油系统的设计”方面,还需要进一步的发展。

http://europa.eu.int/

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