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R290制冷剂的代替品

时间:2014-08-03 13:43:42浏览:

R290制冷剂替代品


近年来,一直备受中外空调厂商关注的环保制冷剂替代方案,首次得到政府层面的认可。
日前,环保部环境保护对外合作中心主任温武瑞在参加一次公众活动中首次披露,我国正在研究用碳氢作为新型环保制冷剂,逐步对市场上现有的空调制冷剂替代,最快明年便会有企业将进行相应的环保空调生产线改造。
此前,《中国企业报》曾独家披露了格力于今年7月初向市场展示了采用碳氢R290作为制冷剂的丙烷空调,产品能效同比提升15%以上。与此同时,美的、海尔、志高等企业也一直在进行R290应用的空调开发。2013年GMCC美芝公司R290压缩机已经形成了系列生产线。[1]
环保制冷剂显露端倪
中国家电协会副理事长王雷向《中国企业报》记者证实,温武瑞之所以愿意向公众披露我国环保制冷剂的替代方案,就说明此前我国在这一制冷剂的研究、整机开发、安装维修、安全风险评估等方面已全面展开,并积累了相应的经验。
王雷还特别强调,碳氢制冷剂的应用与产品开发,明年只是开始,但最终何时能全面替代完成,还要通过企业试点、产品示范等方面逐步渐进式展开。但我国当前面临的环保制冷剂替代工作压力很大。
作为碳氢制冷剂的销售商,南京佳冰制冷有限公司销售总监姜安峰接受《中国企业报》记者采访时表示,“终于见到天,等到胜利前的曙光。最近几天,很多经销商打电话向我表示祝贺。”
据了解,我国履行《蒙特利尔议定书》最主要的任务是加速淘汰含氢氯氟烃(即HCFC),到2030年停止HCFC的使用。不过,王雷告诉《中国企业报》记者,虽然现在看离2030年还有不少时间,但我国空调的产量庞大,替代任务非常重。
王雷透露,从2010年开始,我国履行蒙特利尔议定书中关于加速淘汰HCFC的任务,到2013年要将HCFC的生产量和使用量冻结在2009年与2010年的平均水平,到2015年要淘汰10%用量。
据了解,当前我国家用空调使用最多的制冷剂为R22,即HCFC—22。2010冷年,我国家用空调的总产量已突破8000万台,继续保持着全球领先地位。虽然近年来,一些空调企业在出口欧美市场的空调中,制冷剂由R410A替代R22。同时,去年开始,美的、海尔、奥克斯等企业在变频空调推广中,也全面采用R410A制冷剂。
不过,相对于R22制冷剂,R410A虽然对臭氧层的破坏为零,但其产生的温室气体效应甚至还部分超过了R22。因此,R410A并不是中国空调业最终的环保制冷剂解决方案。王雷也认为,“R410A只是过渡替代品。”
而与上述两种产品相比,温武瑞则认为,碳氢制冷剂不损害臭氧层,无温室效应,完全环保。姜安峰也透露,早在多年前,TCL与德隆合作成立的移动空调就已经采用R290作为制冷剂。不过,这些产品主要出口欧盟地区。
分析人士指出,由于R290可以方便地从石油、天然气中提取,随着R290制冷剂的推广应用,多年来以杜邦、霍尼韦尔、大金为首的R410A制冷剂厂商将受到巨大冲击。此前,他们以专利技术获取丰厚利润的盈利模式将被打破。R290的安全悖论 不过,R290的“易燃易爆”性却足以让市场和消费者“谈虎色变”。对此,天津大学热能研究所所长马一太教授指出,“碳氢化合物只是解决方案之一,它适合充灌量小的系统。如异丁烷用于电冰箱就很成功。丙烷用于空调,充灌量既要仔细优化,在安装、维修、售后以及火灾等方面还需要逐步完善。”
据了解,GB9237-2001制冷和供热用机械制冷系统安全要求,R290作为可燃性制冷剂被明确禁止应用在家用空调上。姜安峰也透露,“他此前也多次跟一些国家级的空调检测机构沟通过,他们的意思是国家标准落后于产品技术的发展速度,对于R290在空调上的应用也只是‘睁一只眼闭一只眼’态度。” 马一太教授认为,丙烷拥有很好的热力性能,但燃烧爆炸也很危险,替代工作应逐步推进,不能一刀切。《中国企业报》记者获悉,此前,冰箱采用的R600a与R290同属于自然工质,也存在易燃易爆的问题,由于冰箱灌注量较小从而消除了危险隐患,但空调的功率普遍较大,如何从技术上解决这一问题,仍需要企业的探索。
伴随着全球臭氧层破坏和气候变暖问题的日益严峻,寻找环境友好的制冷剂成为了摆在制冷行业面前的一道重要考题。  制冷剂是制冷系统中的工作介质,它在制冷系统中循环流动,通过自身热力状态的变化与外界发生能量交换,从而达到制冷的目的。美国杜邦公司上世纪30年代推出的制冷性能优良的氟利昂曾是制冷行业发展的一个重要里程碑。然而,上世纪70年代实验证实,氟利昂中的氯或溴原子会对臭氧层产生强烈的破坏作用,从而导致对地球环境有害紫外线的增加。
氟利昂即卤代烃,是链状饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称。分子中只含有氯、氟、碳原子的卤代烃制冷剂称为氯氟烃,简称CFCs,如R11,R12;如果分子中除了氯、氟、碳原子外,还含有氢原子,则称为氢氯氟烃,简称HCFCs,如R22,R141b;只含有氢、氟、碳三种原子的则是氢氟烃,简称HFCs,如R134a,R410A,R407C。
制冷快报记者获悉,目前我国空调制冷行业普遍使用的制冷剂是HCFCs,其分子中含有氢原子因而容易在底层大气中分解,实验证明HCFCs的ODP值大约为CFCs物质的1/20,但是HCFCs长期和过量使用而对臭氧层产生的危害作用仍不可忽视。此外,HCFCs物质的GWP值非常高,对全球气候变化影响巨大。按照蒙特利尔议定书相关协议,从2010年开始我国将履行加速淘汰HCFC的任务,2030年前停止绝大部分HCFC的使用。
R290:极具潜力的制冷剂替代品
随着世界制冷空调技术的应用和发展,对制冷剂的需求量也在呈现逐年上升态势,每年达到数十万吨的消耗量。因此从长远影响来看,重新起用自然界本身存在的天然工质是实现环境与资源可持续发展的理想选择。
制冷剂R290,即丙烷,是一种可以从液化气中直接获得的天然碳氢制冷剂。与氟利昂这种人工合成制冷剂相比,天然工质R290的分子中不含有氯原子,因而ODP值为零,对臭氧层不具有破坏作用。此外,与同样对臭氧层无破坏作用的HFC物质相比,R290的GWP值接近0,对温室效应没有影响。目前在德国R290已经用于家用热水器和空调系统中。
目前我国空调行业使用较多的制冷剂是HCFC物质R22。R290与R22的标准沸点、凝固点、临界点等基本物理性质非常接近,具备替代R22的基本条件。在饱和液态时,R290的密度比R22小,因此相同容积下R290的灌注量更小,试验证明相同系统体积下R290的灌注量是R22的43%左右。另外,由于R290的汽化潜热大约是R22的2倍左右,因此采用R290的制冷系统制冷剂循环量更小。R290具有良好的材料相容性,与铜、钢、铸铁、润滑油等均能良好相容。
虽然R290具有上述优势,但其“易燃易爆”的缺点是目前限制其大规模推广的最大阻碍。R290与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。提高R290安全性的手段包括减小灌装量、隔绝着火源、防止制冷剂泄露及提高泄漏后的安全防控能力等。
减小泄露量及提高泄露检测、应对能力是提高R290安全性的一个重要措施。据了解,目前多数厂家的空调密封性检测标准要求很高,正常空调年泄露量可以控制在5g以下,不会产生任何危险。现在出现的制冷剂泄露多集中在空调安装、使用、维修过程中,而这些过程中又存在如环境、使用方式等诸多不可控因素,因此这些过程中的安全控制措施仍需进一步研究与完善。
我国是世界上最大的空调生产国,去年国内空调产量已经达到8千万台。完成数量如此巨大的空调产品的HCFC制冷剂替代工作对环境保护意义重大。据了解,目前国内已经上马了一些碳氢制冷剂R290的示范试点项目,海尔、格力等空调厂家正在进行R290空调产线的改造工作,未来一两年内应用R290的空调新品将陆续涌现。
环保部环境保护对外合作中心主任温武瑞近日表示,未来我国还将进一步加大使用R290制冷剂的空调产线改造示范试点力度。随着对R290应用技术研究的不断深入、使用经验的不断积累,环保型制冷剂R290未来将拥有广阔的市场应用前景

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