空调制冷剂的选择

2010-11-05张光辉

山西建筑 2010年7期

张光辉

1 空调制冷剂的现状

目前在中国市场上使用的主要制冷剂是R22,R134a,R123,R407C,R410a等,R22一般被使用在小制冷量的机组;目前也有一些厂家开始使用R407C和R410a替换R22,但由于其高昂的价格和温度滑移较高,目前还没有得到大范围推广;水冷螺杆式制冷机组独资和合资品牌大都使用了R134a冷媒,国产螺杆机组绝大多数还在使用R22冷媒,也有部分品牌的机组在使用R410a;水冷离心式制冷机组使用的冷媒是R123和R134a。

2 几种典型制冷剂所面临的问题

制冷剂全球环境影响应主要从以下两方面考虑:1)臭氧层破坏潜在效应(Relative Ozone Depletion Potential),简称ODP;2)全球温室潜在效应(Relative Global Warming Potential),简称GWP或总等效温室效应(Total Equivalent Warming Impact),简称TEWI[1]。另外还有两个方面,即大气寿命和理论COP值。对常见的空调制冷剂,以上四个主要环境评价指标见表1。

表1 制冷剂的环境评价指标

关于臭氧层破坏的问题,从1976年联合国环境署(UNEP)理事会第一次会议开始,至今已经举行了17次会议,制定了对各类制冷剂的淘汰时间,见表2。

同时,随着全球灾难性天气的增多,众多学者又把目光聚集在全球温室效应上。1997年12月在日本东京召开了《联合国气候变化框架公约缔约国第三次会议》(UNFCCC),通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。从保护地球、抑制全球气候变暖的角度出发,限制了六种温室气体的排放(CO2,CH4,N2O,HFCS,PFCS和SF6),R134a制冷剂属于HFCS类物质,而在《蒙特利尔议定书》中R134a是作为一些ODS物质的替代物质。非常明显,两个全球性的国际议定书在对待HFC类物质的政策上出现了严重的分歧。

表2 各类制冷剂淘汰时间

制冷剂的问题已经开始困扰大家,对中国来说,已经掌握了R22制冷剂的制造工艺,并且它的价格也非常适合中国目前的国情,《蒙特利尔议定书》对HCFC类物质淘汰有一个缓冲期。目前有很多呼声要提前替代R22,有一些是国际环保组织的推动,也有利益集团的推动,主要主张是用R410A,R407C进行替代。目前中国还不具备独立生产上述两种制冷剂的能力,它们的专利只是掌握在少数大公司手里,因此价格非常昂贵,并且所用的压缩机和电动机都要进行重新设计,这样空调器的制造成本至少要提高20%,这对于我们正处于发展中的国家来说,是非常不切合实际的。而对于R134a物质,曾被称作“绿色工质”,但随着《京都议定书》于2005年2月16日的正式生效、欧盟宣布将要淘汰和禁止在某些领域的使用,使R134a的前景也不容乐观,只能称其为“过渡制冷剂”。对于R123制冷剂,是一种被争论的非常厉害的冷媒,因为隶属于HCFC类,根据《蒙特利尔议定书》的有关规定,属于少数几种受控物质之一。当前的形势下,没有一种制冷剂是完美的,无论是HCFC类还是HFC类物质都是过渡性的制冷剂。

3 影响制冷剂选择的几种因素

目前大家公认的理想制冷剂应具备以下几个方面的性能:1)低的ODP值;2)非常低的GWP值;3)非常短的大气寿命;4)高效率等[2]。绝对理想环保的制冷剂是不存在的,图1为ODP值和GWP值综合对比的结果[2]。

从图1对比的情况来看,123,152a是较能符合理想制冷剂选择要求的,其中123的 ODP=0.02,GWP=50;152a的 ODP=0,GWP=120。

4 目前制冷剂的替代问题

对于制冷剂的替代问题,是一个热门话题,观点很多、意见也很不一致。其实中国政府早在1993年1月就批准实施《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》(以下简称《国家方案》),后加以修订。针对中国的国情和行业的现状,对中国空调机组制冷剂的替换提出了如下方案:对于透平式制冷机(离心机组),选择HCFC-123或HFC-134a替代CFC-11;对于单元式空调机中制冷量为22 kW～140 kW的中型半封闭制冷压缩机,选择HCFC-22替代CFC-12。对于在用的工商制冷设备,中国将采取预防泄漏,加强回收、鼓励以混合工质制冷剂更换CFCs制冷剂的技术路线。

中国属于发展中国家,一方面要履行自己的国际责任,同时也要兼顾实际国情。根据《蒙特利尔议定书》的规定,中国到2040年才全面禁止HCFC类物质的使用,还有很长时间的缓冲期,搞提前替代及一刀切是不可取的。举个例子来说,R22目前还是中国主要使用的制冷剂,R134a在中国还处于非常初期的阶段,甚至我们还没有建立起自己的制造工业,一些混合制冷剂也仅仅是在尝试着使用。而随着全球变暖的出现及《京都议定书》的生效,欧盟和一些发达国家已经开始淘汰和限制R134a的使用了,如果我们盲目的搞提前替代及一刀切,我们的处境就会非常被动,处处受制于人,不停地被动改造自己的制造工艺,那无疑是对中国制冷行业的极端不负责任。