今天做一个番外篇,主要目的是科普冷媒玩具所使用的各种饲料(液化制冷剂)成分、性能、危险性、环境问题评估。
市面上商用或家用冷媒的类别实在是太多了,鉴于我们常用的冷媒种类主要是R134A、R290、R22、R410A,故只讨论这四种。有使用其他冷媒的水友,欢迎讨论。【以下内容中,如您不愿阅读方括号中的内容,也不会影响对本文的理解。】今天不讲制冷原理,只讲玩具相关。
我通常习惯于把R134A和R410A放在一起讲,因为这两种都属于HFC冷媒(HydroFluoroCarbon,氢氟碳化物或氢氟烃制冷剂)。
【HFC冷媒属于全球范围内当下最热门也是最被推荐使用的制冷剂种类,具有制冷效果佳、易于储存、不破坏臭氧层等等优点。顾名思义,HFC制冷剂主要成分均为氟代烃。HFC制冷剂的有效成分可以是纯净物,也可以是两个或数个准共沸化合物的混合物。】
以R134A为例,其有效成分主要是四氟乙烷,气化后压力较小。而R410A虽然也是HFC冷媒,但其由R32(二氟甲烷)与R250(五氟乙烷)两种HFC混合而成,是一种典型的高压制冷剂,在玩具中的性能比本文中介绍的其余三款冷媒都要高,但对玩具结构强度的要求也很高。相比之下,R134A冷媒工作压力低,对原厂塑料滑套锌合金锤组的玩具也相对友好一些。
R290冷媒也是大家的老朋友了,非常适合一些全金属玩具,或者原厂调校得当的核心x1这类玩具。R290冷媒的有效成分是丙烷,结构最简单的烷烃之一,没啥好多说的。与上面的HFC两兄弟一样,R290也是一种环保冷媒,气化过程中不会产生毁坏臭氧层的有害气体。注意,R290的工作压力较R134A更高。
很多朋友会注意到在使用以上三款冷媒进行玩耍的时候经常会闻到一股不可言喻的奇怪臭味。这种臭味来源于易燃易爆气体中常用的乙硫醇添加物,曾是吉尼斯世界纪录中“世界最臭物质”的纪录保持者,在常温下散发强烈的近似于蒜味的刺激性气味。鉴于氟代烃纯净物基本都属于易燃气体,故添加乙硫醇臭味剂防止其在周围人员未察觉的情况下快速泄露,并在遇明火时爆燃。乙硫醇吸入有害,不过一般如果只能闻到一点点蒜臭味的话那毒性几乎可以忽略不计,毕竟不要太小看你的身体。
接下来说说R22。R22制冷剂,即氟利昂-22,是主要由二氟一氯甲烷作为有效成分的氟利昂制冷剂。R22制冷剂在社会上引起过对环境污染问题的强烈担忧。
【参考自由基取代机理,当氟利昂(氢氯氟烃)制冷剂泄露到空气中,其中碳氯键发生均裂,氯自由基对臭氧的分解起到催化作用,使平衡移动,更多臭氧被分解为氧气,从而导致臭氧层破洞从而损坏臭氧层。】
R22作为氢氯氟烃具有破坏臭氧层的问题,故很多冷媒玩家都抵制使用这种冷媒进行玩耍。不过氟利昂也是有优点的,例如不易燃(故不需要添加臭味剂即可上架销售)。从客观角度来说,玩玩具所使用的R22能够对臭氧层造成的损害小之又小,毕竟玩一两个月都不见得能玩光一罐380g左右的R22,但从科学和人类可持续性发展的角度来讲,我们还是尽量避免使用氟利昂吧。这里注意,R22的压力是不如R410A的,所以其实用R22意义也不是很大,为什么不去用R290呢,虽然我知道在房间里摆一大罐液化丙烷好像确实是很哈人的一件事。
关于上述四种冷媒的毒性:对人体不会有啥影响,可以放心玩,不过当你在室内闻到强烈的乙硫醇的蒜味时就要及时开窗通风,否则当这些气体充满整个房间时你虽然不会被毒死也会因窒息而死。
最后有一点,罐装冷媒均属于高压液化气罐/气瓶产品,大家一定要避免把冷媒罐存放在夏天的车内和高层居民楼阳光经常暴晒的地方!还有,在密闭空间使用任何易燃冷媒期间,请一定避免明火作业,切记切记!