【中國(guó)制冷網(wǎng)】引言：目前，國(guó)內(nèi)空調(diào)廠家在空調(diào)產(chǎn)品制冷劑替代產(chǎn)品的研究和嘗試一直都沒(méi)有停止過(guò)，雖然他們的嘗試大多是跟隨國(guó)外空調(diào)廠家的步伐，但對(duì)于他們的這種精神，我們必須點(diǎn)贊。
眾所周知，冷媒是中央空調(diào)完成制冷或者制熱的關(guān)鍵載體，目前國(guó)產(chǎn)中央空調(diào)產(chǎn)品中主要使用的兩大冷媒就是R22與R410A。但在家庭中央空調(diào)設(shè)備中，基本上就是R410A的天下。
據(jù)百度百科介紹，R-410A制冷劑屬于HFC型近共沸環(huán)保制冷劑(完全不含破壞臭氧層的CFC、HCFC)，得到世界絕大多數(shù)國(guó)家的認(rèn)可并推薦的主流中高溫環(huán)保制冷劑，廣泛用于新冷凍設(shè)備上的初裝和維修過(guò)程中的再添加。符合美國(guó)環(huán)保組織EPA、SNAP和UL的標(biāo)準(zhǔn)，符合美國(guó)采暖、制冷空調(diào)工程師協(xié)會(huì)(ASHRAE)的A1安全等級(jí)類別(這是最高的級(jí)別，對(duì)人身體無(wú)害)。
R410A制冷劑是一款由HFC類物質(zhì)組成的混配制冷劑，不含任何破壞臭氧層的物質(zhì)，其ODP值為零。與R22相比，R410A的制冷量顯著提高，因此為設(shè)計(jì)更小更緊湊的空調(diào)設(shè)備提供了可能。R-410A作為當(dāng)今廣泛使用的中高溫制冷劑，目前主要應(yīng)用于家用空調(diào)、中小型商用空調(diào)(中小型單元式空調(diào)、戶式中央空調(diào)、多聯(lián)機(jī))、移動(dòng)空調(diào)、除濕機(jī)、冷凍式干燥器、船用制冷設(shè)備、工業(yè)制冷等制冷設(shè)備。并且由于R410A具有近共沸的物性，在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)，制冷劑溫度滑移小于0.2℃，R410A在制冷空調(diào)系統(tǒng)中不會(huì)發(fā)生顯著的分離，即不會(huì)由于泄漏而改變制冷劑的成分，因此在售后維修再補(bǔ)充過(guò)程中，無(wú)需排放掉系統(tǒng)中剩余的制冷劑。R410A是世界公認(rèn)的空調(diào)產(chǎn)品中R22制冷劑的中長(zhǎng)期替代品。
但是，這并不意味著410A沒(méi)有缺點(diǎn)，不然也不會(huì)是以替代品的身份出現(xiàn)。我們一般評(píng)價(jià)一款制冷劑的優(yōu)缺點(diǎn)，主要從其性能、安全性、經(jīng)濟(jì)性以及環(huán)境問(wèn)題等方面考慮。前面介紹過(guò)，R410A制冷劑無(wú)毒、不含任何破壞臭氧層的物質(zhì)，其ODP值為零，但卻存在壓力高、能力偏低等缺點(diǎn)。比如在安裝方面，由于R410A的壓力高，而且是混合制冷劑，對(duì)安裝的要求比R22嚴(yán)格，需要特別注意保持空調(diào)系統(tǒng)的清潔、干燥與密封，所需的安裝工具也有所不同。但這并沒(méi)有阻礙R410A成為目前多聯(lián)機(jī)產(chǎn)品中應(yīng)用最多的制冷劑。
事實(shí)上，在R410A成為多聯(lián)機(jī)產(chǎn)品主流制冷劑之前，不管是外資空調(diào)廠家還是中國(guó)空調(diào)廠家一直在積極研發(fā)可以采用環(huán)保制冷劑的新產(chǎn)品。在發(fā)達(dá)國(guó)家，分體空調(diào)從2000年就開(kāi)始使用新制冷劑R410A，而商用定頻空調(diào)和VRV系統(tǒng)空調(diào)則在2001年開(kāi)始使用R407C制冷劑。到2003年，日本廠家率先開(kāi)發(fā)出使用R410A制冷劑的VRV空調(diào)系統(tǒng)，中國(guó)廠家要稍晚一些。不過(guò)到目前為止，國(guó)內(nèi)各大空調(diào)廠家都紛紛推出了使用R410A制冷劑的空調(diào)產(chǎn)品?？梢?jiàn)，中小型的空調(diào)系統(tǒng)采用R410A制冷劑已成為國(guó)際的趨勢(shì)。
目前，全球范圍內(nèi)對(duì)制冷劑使用都是以對(duì)臭氧層破壞為0為優(yōu)先考慮條件，但我們知道，未來(lái)冷媒的發(fā)展方向是除了對(duì)臭氧層破壞的值為0以外，還要讓溫室效應(yīng)的系數(shù)盡可能也為0。因此，替代品終究只能是替代品。所以，這么多年來(lái)，不管是外資企業(yè)還是國(guó)產(chǎn)企業(yè)，也都沒(méi)有停止在中央空調(diào)產(chǎn)品中探索研究使用其他更新型制冷劑的可能。不過(guò)從目前的市場(chǎng)情況來(lái)看，雖然研究有一定的成果，但囿于種種原因，并沒(méi)有在國(guó)內(nèi)大范圍的進(jìn)行推廣。
2017年5月，在鈦白科技、氟產(chǎn)品和特殊化學(xué)品領(lǐng)域擁有領(lǐng)先市場(chǎng)地位的全球化學(xué)公司——科慕公司宣布，中國(guó)美的集團(tuán)選用歐特昂XL55(R-452B)低全球變暖潛值(GWP)制冷劑，替代R-410A，成為美的中央空調(diào)銷往北美的單元機(jī)產(chǎn)品的制冷劑。
據(jù)介紹，和R-410A相比，歐特昂XL55制冷劑的產(chǎn)品性能得以提高，GWP更是降低超過(guò)65%。歐特昂XL55產(chǎn)品ASHERE分級(jí)為2L，屬于輕微可燃，在R-410A替代產(chǎn)品中可燃型最低。這些特性，尤其與R-410A設(shè)備的設(shè)計(jì)兼容性，使歐特昂 XL55制冷劑相較其他低GWP產(chǎn)品具有明顯優(yōu)勢(shì)。美的中央空調(diào)研發(fā)部門團(tuán)隊(duì)表示，歐特昂XL55制冷劑滿足北美單元機(jī)產(chǎn)品性能與品質(zhì)的要求，其低GWP特性是目前比較先進(jìn)的。不過(guò)據(jù)艾肯空調(diào)制冷網(wǎng)了解，目前使用了歐特昂XL55制冷劑的美的單元機(jī)產(chǎn)品僅在國(guó)外銷售，美的中央空調(diào)國(guó)內(nèi)銷售的單元機(jī)產(chǎn)品仍然使用的是R410A制冷劑。
但不得不說(shuō)，科慕公司的歐特昂系列氟化學(xué)品是低GWP解決方案領(lǐng)域的一項(xiàng)重要突破。歐特昂系列產(chǎn)品順應(yīng)日益嚴(yán)格的全球法規(guī)要求而生，更有著總體相當(dāng)甚至優(yōu)于被替代品的產(chǎn)品性能。作為市場(chǎng)領(lǐng)先的更具環(huán)境可持續(xù)性的制冷劑供應(yīng)商，科慕公司已經(jīng)并將繼續(xù)投資數(shù)億美元，用于歐特昂新產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)能建設(shè)，以滿足全球日益增長(zhǎng)的低GWP解決方案需求。
除歐特昂XL55制冷劑外，CO2冷媒也是目前不少空調(diào)廠家正在嘗試使用的一種新冷媒，不過(guò)主要使用在空氣能熱水器產(chǎn)品上。在今年的制冷展上，三菱重工就推出了一款使用CO2冷媒的Q-TON系列商用熱泵熱水器，該產(chǎn)品是三菱重工于2016年年度剛從日本總部引進(jìn)的新產(chǎn)品，在日本早有銷售，該產(chǎn)品在日本曾獲得平成23年度日本冷凍空調(diào)學(xué)會(huì)“技術(shù)獎(jiǎng)”、省能量大獎(jiǎng)“省能量中心會(huì)長(zhǎng)獎(jiǎng)”以及第十四屆電力負(fù)荷平均化機(jī)器熱泵蓄熱中心理事會(huì)獎(jiǎng)，是三菱重工特意為寒冷地區(qū)開(kāi)發(fā)的熱泵熱水器。該產(chǎn)品號(hào)稱室外溫度降至-25℃，也能提供90℃的熱水。
無(wú)獨(dú)有偶，在2015年中國(guó)熱泵展上，海爾也推出了當(dāng)時(shí)實(shí)屬國(guó)內(nèi)首個(gè)應(yīng)用二氧化碳冷媒技術(shù)的天沐系列空氣能熱水器，該產(chǎn)品在當(dāng)時(shí)打破了空氣能熱水器只能在華東華南地區(qū)使用的局限，能夠在-25℃至43℃的范圍內(nèi)使用。另外，由于二氧化碳熱泵屬于超臨界循環(huán)，排氣溫度較高，因此海爾此款空氣能熱水器的最高出水溫度可以達(dá)到80℃，比普通空氣能熱水器出水溫度高約45%。
其實(shí)，從以上兩個(gè)事例中，大致可以看出CO2冷媒的基本特點(diǎn)，那就是低溫制熱。事實(shí)上，CO2作為制冷劑優(yōu)點(diǎn)不僅限于此。據(jù)了解，CO2制冷劑還具備很多優(yōu)點(diǎn)，比如環(huán)境友好性。CO2是天然物質(zhì)，ODP=0(臭氧層潛能值為0)，GWP=1(全球氣候變暖潛能值為1)。對(duì)大氣臭氧層沒(méi)有破壞作用，可以減少全球溫室效應(yīng)。 比如無(wú)毒、不燃。CO2安全無(wú)毒、不可燃，并具有良好的熱穩(wěn)定性，即使在高溫下也不會(huì)分解出有害的氣體。同時(shí)，CO2制冷劑價(jià)格還便宜，來(lái)源廣泛，勿需回收，可以大大降低制冷劑替代成本，節(jié)約能源，解決化合物對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。此外，CO2制冷劑與普通潤(rùn)滑劑和結(jié)構(gòu)材料相兼容?？蛇m應(yīng)各種潤(rùn)滑油和常見(jiàn)機(jī)械零部件材料，且傳熱性能和流動(dòng)性能好，傳熱性能比CFC類制冷劑好。
但大家不知道的是，CO2并不是制冷界的“小鮮肉”，而是實(shí)實(shí)在在的“老男孩”。早在130多年前，CO2作為全球第一種制冷劑，它的發(fā)展原本是穩(wěn)步向前的。但那時(shí)的CO2制冷，效能較為低下，19世紀(jì)30年代被效能更好的氨制冷、氟制冷逐漸淘汰。直到近些年，改頭換面CO2制冷劑以全新傲人的姿態(tài)重新出現(xiàn)在中國(guó)市場(chǎng)。此時(shí)的CO2制冷劑，經(jīng)國(guó)家加大研發(fā)力度后，技術(shù)趨于成熟，效能提高了不止一個(gè)級(jí)別，最重要的是，它找到了自己的市場(chǎng)定位：低溫以及超低溫制冷。
目前，CO2做為一種自然工質(zhì)，環(huán)保無(wú)毒，安全可靠，經(jīng)濟(jì)節(jié)能，在-28℃以下，溫度越低、規(guī)模越大，其能效比高、經(jīng)濟(jì)投資少的優(yōu)勢(shì)就越明顯，且與氨制冷不同，從不會(huì)污染食品，所以多用于低溫、超低溫制冷，以及速凍隧道、食品冷凍。
但CO2冷媒也有很明顯的缺點(diǎn)，因?yàn)镃O2制冷的運(yùn)行壓力是氨制冷的3倍，由此引起的一系列配套是現(xiàn)在還未徹底解決的硬傷。運(yùn)行壓力大，隨之帶來(lái)的是設(shè)備要求高，必須能在高壓環(huán)境下正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)，這就對(duì)配件提出了相當(dāng)高的要求。而國(guó)內(nèi)，想要得到CO2的相關(guān)配件并不容易，國(guó)內(nèi)尚未制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，一切全憑企業(yè)自覺(jué)，配件的研發(fā)和生產(chǎn)并未跟上CO2發(fā)展的步伐。然后，高壓制冷系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)維護(hù)人員、操作人員提出了更高的專業(yè)要求，如果說(shuō)以往維護(hù)人員專業(yè)知識(shí)沒(méi)怎么跟上，那就更不可能滿足CO2制冷設(shè)備維護(hù)的需要了。
再加上二氧化碳冷媒技術(shù)一直掌握在少數(shù)歐美、日本發(fā)達(dá)國(guó)家手中，中國(guó)鮮有涉及。因此，盡管CO2制冷有諸多好處，在中國(guó)也只能說(shuō)是剛剛起步，它的盛世，還需要耐心等待一段時(shí)間。
事實(shí)上，不管是歐特昂XL55制冷劑，還是CO2冷媒，空調(diào)廠家在空調(diào)產(chǎn)品制冷劑替代產(chǎn)品的研究和嘗試一直都沒(méi)有停止過(guò)，未來(lái)也有很長(zhǎng)的一段路國(guó)內(nèi)要走。雖然他們的嘗試大多是跟隨國(guó)外空調(diào)廠家的步伐，但對(duì)于他們的這種精神，我們必須點(diǎn)贊。