Molina M.J.和Rowland F.S.指出,CFC類物質(zhì)會產(chǎn)生改變自然界臭氧生長和消亡平衡的氯,從而造成對臭氧層的破壞。[3] 其中，氯元素與臭氧的反應(yīng)示意圖2所示。[4]真正會破壞臭氧層動態(tài)平衡的是那些含有氯的氣體逸散至同溫層中所致，[5]這才是問題的關(guān)鍵。由此引發(fā)了人們對由于人造化合物中含有氯元素而引起的臭氧層變薄的關(guān)注。《蒙特利爾議定書》及其修正案對發(fā)達國家和發(fā)展中國家分別要求和規(guī)定了CFC和HCFC制冷劑的淘汰進程。表2列出了一些替代方案。[6] CFC和HCFC制冷劑的替代成為近年來國際性的熱門話題。

  圖2 氯元素與臭氧的反應(yīng)過程

  表2幾種常用制冷劑的替代方案

制冷用途	原制冷劑	制冷劑替代物
家用和樓宇空調(diào)系統(tǒng)	ＨＣＦＣ -22	ＨＦＣ混合制冷劑
大型離心式冷水機組	ＣＦＣ -11   ＣＦＣ -12, Ｒ 500   ＨＣＦＣ -22	ＨＣＦＣ -123   ＨＦＣ— 134 ａ   ＨＦＣ混合制冷劑
低溫冷凍冷藏機組和冷庫	ＣＦＣ -12   Ｒ 502, ＨＣＦＣ -22	ＨＦＣ— 134 ａ   ＨＣＦＣ -22, ＨＦＣ或ＨＣＦＣ混合制冷劑
冰箱冷柜、汽車空調(diào)	ＣＦＣ -12	ＨＦＣ— 134 ａ   ＨＣ及其混合物制冷劑   ＨＣＦＣ混合制冷劑

  國際上,為了應(yīng)對環(huán)保要求的挑戰(zhàn),在尋找、開發(fā)替代制冷劑的過程中,逐漸形成了下列兩種基本思路和兩種替代路線,即:

  1)仍以元素周期表中的“F”元素為中心,在剔除了CI和Br元素后,開發(fā)了以F,H,C元素組成的化合物,即HFCs制冷劑,如HFC-134a、HFC-32、HFC-152a、HFC-143a、HFC-125等及其混合物R407C和R410A等。但除HFC-152a、HFC-32外,其他HFC制冷劑的GWP值都在1000以上,而被《京都協(xié)議書》(1997)列為“溫室氣體”,需控制它們的排放量。

  2)以元素周期表中的C、H、N、O等元素組成的天然工質(zhì)為對象,重新回到了早期制冷劑中的碳氫化合物HCs、CO2、和NH3等制冷劑。[7-10]但其中HCs制冷劑具有強可燃性,CO2的壓力很高,制冷效率較低,在實際應(yīng)用中還受到一定的限制。

  3. 二十一世紀制冷劑的發(fā)展趨勢與展望

  制冷劑的發(fā)展史表明，當前，由于制冷行業(yè)目前廣泛采用的CFC與HCFC類物質(zhì)對臭氧層有破壞作用以及產(chǎn)生溫室效應(yīng)，從而使全球的制冷行業(yè)面臨著嚴峻挑戰(zhàn)，對CFC與HCFC的替代已成定局。聯(lián)合國環(huán)境保護署于1987年在加拿大的蒙特利爾通過了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》，規(guī)定了停止使用CFC類物質(zhì)的時間表。因此，尋找環(huán)保型制冷劑，就成為當前制冷行業(yè)迫切而又熱門的話題之一。

  目前，各國正在大力開發(fā)研究綠色環(huán)保制冷劑,以適應(yīng)環(huán)保,特別是保護臭氧層的需要。從目前情況分,替代工質(zhì)有許多種,潛在的替代物有合成的和天然的兩種。

  因此，開發(fā)、研究綠色環(huán)保型制冷劑是21世紀制冷空調(diào)行業(yè)的發(fā)展趨勢和目標。