本文投稿作者 栗子球

夏天到了，人们又到了热死的季节。小编猜测你很有可能是在空调房里打开这篇文章的。只是当你享受着空调带来的清凉时，你知道其中的制冷剂是什么吗?

制冷剂其实就是一种媒介，在热机中通过可逆相变完成能量的转化和传递。

▲制冷剂气化吸热、液化放热、能量转化过程

最初的空调使用氨、氯甲烷之类的有毒气体，一旦泄露，后果严重。

较传统的空调制冷剂是氟利昂，也就是一系列的氢氯氟烃。由于沸点低，汽化热高等性质，氟利昂一度被广泛使用。但是由于它对臭氧空洞的破坏作用，根据蒙特利尔公约，国际上已经逐渐被禁用，逐步由氢氟烃代替。

▲左为一种氟利昂分子，右为臭氧层破洞（2006年9月），来自维基百科

氢氟烃和氢氟氯烃，相差的只是一个氯字。事实上，氟利昂的臭氧破坏作用正是来自于其中的氯成份。目前认为是在紫外线照射下，氯原子被释放，成为臭氧分解的催化剂，直至其与其他粒子组成稳定状态为止。方程式可以表示如下(以CF₂Cl₂为例)：

O₃ → O₂ + O

CF₂Cl₂ → CF₂Cl· + ·Cl

Cl· + O₃ → ClO· + O₂

ClO· + O → Cl· + O₂

改用氢氟烃后，大致保持了卤代烷的特性，制冷效果并不比氟利昂差。目前使用较多的氢氟烃是R-410A（一种由二氟甲烷和五氟乙烷混合而成的近共沸制冷剂）。

▲粉红色罐装R-410A，R代表refrigerant（制冷剂）

但是新的问题也随之出现了，尽管R-410A对臭氧层没有破坏作用，温室效却格外显著，全球暖化潜势达二氧化碳的1725倍。1997年12月，京都议定书已将其列入温室气体，欧盟也在2006年通过法律，限制全氟化碳及氢氟碳化物的使用。其第三代制冷剂的地位岌岌可危。

目前，一些新型制冷剂已经被开发并开始投入应用。HFO-1234yf（四氟丙烯）就是其中之一。其不仅温室效应低，而且大气寿命短，容易降解。

在车用空调应用方面，其发展极为迅速。以通用汽车（GM）为例，到2017年，其大部分汽车都将转用四氟丙烯作为车用空调制冷剂。

▲使用四氟丙烯的丰田汽车空调系统

另一种颇负潜力的是CO₂. 尽管系统需要在高压下工作，但由于其来源广泛，温室效应较卤化烃低很多，愈发引人关注。仍以车用空调为例，汽车巨头梅赛德斯-奔驰（ Mercedes-Benz）即正计划在2017年将其应用在S级和E级车型，其它车型则将暂时继续以四氟丙烯作为制冷剂。

总的来说，第四代制冷剂的发展也正逐渐走向成熟，我们也可以继续享受空调带来的透心凉了。

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