从实验室: 温室气体作为一种凉爽、绿色的解决方案

撰写：普拉卡什·迈亚&Team制冷和空调实验室，IIT Madras

在我们的空调中用作冷却剂和制冷剂的气体，即被称为氢氟碳化合物或氢氟碳化合物的化合物，对环境有非常恶劣的影响。这些氢氟碳化合物的全球升温潜能值是最常见的温室气体二氧化碳的几百到几千倍。如果允许不受限制地使用，估计到2100年，这些氢氟碳化合物将导致大约0.5摄氏度的额外温升。因此，毫不奇怪，全球正在努力减少和消除这些气体的使用。上个月，各国在卢旺达基加利达成了一项重大协议，到2050年将所有氢氟碳化合物的使用量减少近90%。

但我们也需要找到这些氢氟碳化合物的替代品。我们已经有几个了。与氢氟碳化合物不同，目前正在开发的替代品在使用上并不普遍。例如，在气候较冷的欧洲很好用的替代品，在环境温度较高的印度可能就不起作用了。

还有人试图寻找天然化合物作为冷却剂和制冷剂，而不是像氢氟碳化合物那样的合成分子。

具有讽刺意味的是，二氧化碳被视为一种非常可行的替代制冷剂，用于各种冷却要求。很久以前，二氧化碳被用作空调的制冷剂，但当更高效的低压流体如CFC（氯氟烃）出现时，二氧化碳被丢弃了。但是CFCs被发现正在侵蚀臭氧层，这些被HCFCs（氟氯烃）和HFCs所取代。现在，有人试图回到二氧化碳，因为它是一种天然化合物。

在欧洲，二氧化碳已经开始用于一些冷却应用，特别是商业制冷/超市制冷工厂。但它不适合像印度这样的温暖国家，那里的环境温度可能在30°C到45°C之间。二氧化碳作为冷却剂的效率随着温度的升高而急剧下降。但是，可以通过在系统布局中合并工作恢复设备来改善这一点。

我们的挪威合作者和我们正在试图设计二氧化碳制冷和空调工厂，这些工厂可以在印度的条件下高效率地工作。我们在挪威的合作伙伴是二氧化碳制冷和空调方面的全球专家，并相信这样的系统可以在印度工作。基于二氧化碳的系统之所以有意义，有几个原因。一般而言，有三种冷却要求--空调（冷却到室温左右）、制冷（冷却到约0°C)和深度制冷（冷却到零下温度）。与必须使用不同氢氟碳化合物气体的传统系统不同，二氧化碳可以在一个集中的工厂内用于所有三个目的。

二氧化碳也是天然的，不需要制造。任何工业的二氧化碳排放都可以收集起来用于制冷。以这种方式，基于二氧化碳的制冷也可以被视为一个小的碳汇。

但这肯定是有风险的。基于二氧化碳的空调系统在高压下工作，至少比氢氟碳化合物系统高出四到五倍。如果修理时机械师处理不好，可能会有危险。这是引入氟氯化碳时二氧化碳被丢弃的原因之一。因此，机械师需要接受适当的培训。但高压操作也意味着这些系统可以比我们现在使用的传统系统紧凑得多。

我们的项目仍处于早期阶段，作为该项目的一部分，我们正在印度条件下为一家中型超市示范在综合制冷和空调系统中使用二氧化碳。我们为这个系统增加了一些新的组件，使它在高温下工作更有效。该系统将在欧洲制造，装在一个长6米、宽2.5米、高2.9米的容器中，并运往IIT Madras供我们使用。

然后，我们将在实验室的模拟环境中部署它，收集数据，评估其性能，举办研讨会，向利益相关者演示，并在必要时进行设计更改。二氧化碳试验系统还将用于进行实际培训，以获得二氧化碳制冷技术的专门知识。目标群体是当地学生和伙伴公司的其他制冷工作人员。