中国制冷工质面临更新换代

参与国家环保总局举办的“保护臭氧层贡献奖”活动，在北京、广州和上海等地举办冷媒应用和发展研讨会，开利公司试图让环保问题再次惊醒中国的空调业。开利公司负责政府和国际关系的副总裁孟迪恺先生说，在中国开展这些活动，是为了提高整个社会的环境意识，特别是在空调业，引起企业界和学术界对环保冷媒的广泛关注，必须积极地应对面临的地球环境问题，负责任地使用对臭氧层无破坏的环保型冷媒。 制冷工质面临新的革命 据集美大学机械工程学院张建一介绍，在各种制冷方法中，最常用的是压缩式制冷，大约占90％以上。压缩式制冷的原理是利用一种工质（即冷媒）在低温下沸腾吸热，由于沸腾吸热时的温度低于制冷对象的温度，制冷对象的热量传递给了制冷工质，制冷对象的温度就降低。通过压缩机做功，使吸热后的制冷工质温度和压力升高（高于环境温度）。这时，制冷工质就可以把热量传递给环境。然后，通过节流降压，制冷工质重新在低温下沸腾吸热，不断循环制冷。 历史上曾用过氨、二氧化碳、二氧化硫、空气等作为制冷工质。20世纪30年代，美国杜邦公司发明了氟里昂，它是饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称，有几十种产品。它们的热力性质有很大的区别，但物理和化学性质又有许多共同的优点。因此，氟里昂产品在制冷行业中得到了广泛的应用。 目前，中国的家用和楼宇空调器企业普遍使用HCFC－22作为制冷工质。HCFC－22有良好的物理与化学性质，它作为制冷剂已应用了几十年，主要用于各种制冷机与空调装置中，但它仍对臭氧层有破坏作用，其ODP值（即消耗臭氧层潜能值，CFC－11的ODP值为1）为0.05。 今年4月，中国正式加入了《蒙特利尔议定书》哥本哈根修正案，根据该修正案要求，中国将从2016年1月1日起，不再增加HCFC类物质的生产和使用量（以2015年的生产和使用量为基准量），并从2040年1月1日起完全停止使用HCFC类物质。 《议定书》要求发达国家于1996年开始不再增加HCFC类物质的生产和使用，并于2030年完全淘汰。但各国根据自身的情况制定了不同的淘汰方案。据中国制冷学会副理事长兼秘书长潘秋生介绍，美国将于2020年1月1日起禁止使用HCFC－22；而欧共体国家将于2007年1月1日削减90％，2015年1月1日起完全禁用；瑞士、意大利已于2000年1月1日起禁用HCFCs；德国从2000年1月1日开始禁用HCFC－22；瑞典和加拿大将于2010年1月1日禁用HCFCs。 美国暖通工程师学会（ASHRAE）全球气候变化项目组主席比尔·沃尔特先生认为，CFC在发达国家已完全被禁止使用，同时欧共体大大加快了HCFC的淘汰进程。综合能效、安全和成本的考虑，HFC冷媒综合性能在可选的冷媒中始终排列在最前面。HFC冷媒对臭氧层完全没有破坏作用，而且综合热力性能优良，是理想的环保型冷媒。而解决HFC带来的温室效应问题，应提高机组效率和降低冷媒泄漏。 由于存在资金和技术上的问题，国内空调企业普遍没有对HCFC－22进行替换。但国际上对HCFC－22类制冷工质的淘汰呼声越来越高，一些发达国家更是拒绝HCFC－22空调产品进口，中国的空调企业面临替换HCFC－22制冷工质的一次革命。 环保制冷工质的领头羊 开利公司是全球最大的暖通空调和冷冻设备的制造商之一，是美国联合技术公司的成员。1902年，为了控制印刷车间里的空气湿度，开利公司的创始人威利斯·开利博士在美国发明了世界上第一台空调系统。1952年，又是开利公司将空调带入了普通家庭。开利公司副总裁孟迪恺先生颇为自豪地对记者说，同样，在1994年，公司就全面停止在产品上使用非环保冷媒，这在空调行业也是第一家。 为此，公司投入了近1亿美元用于替代技术的研究和新产品的开发，这一国际知名空调企业，在环保制冷技术方面，又一次引领了世界潮流。 20世纪90年代初期，在对CFC－11、CFC－12氯氟烃类制冷剂替代方向尚不明朗之际，开利公司完全可以走一条HCFC－123、HCFC－22、HFC－134a三种制冷工质并存的风险最小的路线。但依据国际安全性评估机构的权威结论，开利公司毅然摒弃了HCFC类过渡性制冷工质，转而开发应用HFC－134a正压制冷剂的离心机组。 全新设计的正压离心机组的结构完全不同于采用负压制冷剂的离心机组。由于正压制冷剂的热力学性质不同，如果没有高新的技术，机组运行效率难以达到预期效果。开利凭借其雄厚的技术实力，在较短的时间里推出了应用正压制冷剂的高效离心机组，并在全球范围内（包括开利在上海的合资公司）于1994年年底全面停止采用CFC类制冷剂设备的制造。 与此同时，开利公司在螺杆式、活塞式、涡旋式水冷（风冷）冷水机组，包括屋顶式、单元式机组和车用、船用空调上分别应用了绿色环保的单一工质或多元混合工质，形成了开利全系列的绿色环保空调产品家族。作为同类产品中应用绿色环保工质HFC－134a效率最高的中央空调主机———单压缩机离心式冷水机组和多压缩机螺杆式冷水机组，近年来，已在中国国内的合资公司测试并生产制造。 由于开利公司在空调行业淘汰CFC类制冷剂的活动中起到了模范作用，美国环境保护署对其颁发了“保护臭氧层奖”。最近，美国环境保护署还正式接受开利和其母公司美国联合技术公司加入其“气候领导者项目”，同时，对于开利和联合技术公司在发展针对气候变化和环境保护等方面的长期投入给予了肯定。开利也是美国第一家被接受加入此项目的空调公司。 争做空调业的环保先锋 据中国制冷学会副理事长兼秘书长潘秋生介绍，目前，制冷空调设备所消耗的电能约占全世界生产电能的15％左右。据初步估算，我国制冷产品用电量已占社会总用电量的20％左右。仅以北京为例，2002年7月电网瞬间负荷已上升到782万千瓦，其中空调等降温用电达300万千瓦左右，占北京地区总负荷的38％左右。 开利公司充分认识到能源的重要性。提高机组效率是中央空调用冷水机组和空气末端产品的技术核心。开利的离心式、螺杆式、活塞式冷水机组的单机效率在同类产品中处于技术领先地位；组合式空调箱、风机盘管等末端产品效率指标也胜人一筹；同时，蒸汽型、直燃型溴化锂机组效率参数在国内名列前茅。产品效率的提高有效地降低了对一次能源的消耗。 对包括冷水机组、空气末端、水泵、冷却塔等整个中央空调系统的节能设计和运行也是开利的工作重点。在开利公司三大类电制冷冷水机组选型应用中，通过离心式冷水机组与螺杆式、活塞式冷水机组的组合应用，满足了用户出现的大幅度负荷变化的需要。通过对冷水机组在不同应用工况下产品技术特色的集中优化配置，提高冷水机组系统的效率，大量节约用户的运行费用。 开利同样注重解决空调产品的噪声问题。空气声学和振动学的专家致力于寻求新设计、新材料，使产品的运行噪声不断降低。开利设计制造的采用高强度工程塑料、全新低速设计的“飞鸟”第一代、第二代低噪风扇，在风冷冷水机组和风冷热泵机组上得到了极好的应用，机组总体运行噪声比原设计机组降低5～6dB（A），比其他公司同类产品降低8～10dB（A）。通过优化设计的风机叶轮与电机的有效匹配，低噪声型风机盘管充分降低了室内空间运行的风机盘管的运行噪声，指标比相关国家标准低5dB（A）以上，达到并超过国外同类产品的水平。 --中国空调制冷网 小新 摘自中国压缩机网