降低R22等HCFC制冷劑的消耗量是我國(guó)必須履行的國(guó)際義務(wù)。我們除了研發(fā)相應(yīng)的替代制冷劑，還應(yīng)該研究HCFC的減量延續(xù)技術(shù)，與替代技術(shù)互為補(bǔ)充。
R22等HCFC(氫氯氟烴)的減量延續(xù)技術(shù)是指在降低HCFC消耗量的同時(shí)，不減少設(shè)備的制冷量。這種技術(shù)對(duì)于我國(guó)制冷業(yè)有著重要的意義。一方面，我們要大力研發(fā)制冷劑的替代品;另一方面，我們?nèi)匀灰鳒p性地繼續(xù)使用R22等制冷劑，這與替代技術(shù)是互為補(bǔ)充的。
R22替代方向
R22替代主要的方向是合成一種制冷特性接近R22、同時(shí)也符合環(huán)保要求的新型制冷劑。比較接近R22性能的混合制冷劑以R407系列為佳，包括R407A、R407B和R407C，是一種由R32、R125和R134a組成的三元混合物，屬于非共沸的HFC(氟利昂制冷劑)類(lèi)，ODP(消耗臭氧潛能值)值為0。
不同的后綴代表運(yùn)用在制冰工況、熱泵工況和空調(diào)工況下，這三種成分的配比可能略有變化。R407C在房間空調(diào)和小型商用空調(diào)中替代R22已有十幾年的歷史，原則上它與R22在制冷量、壓力等方面是非常接近的，可以用來(lái)直接替換，但是由于有較大的滑移溫度(5℃)，R407C較適合用于單元式空調(diào)器和用干式蒸發(fā)器的冷水機(jī)組。
R410A依然不完美
現(xiàn)在已推出的R410A就是由50%R125與50%R32合成的，屬于HFC類(lèi)，ODP值為0。它并不是R22的簡(jiǎn)單替代物，因?yàn)楣ぷ鲏毫蛦挝蝗莘e制冷量等重要參數(shù)并不一致。雖然杜邦等國(guó)外公司都極力推薦R410A，但對(duì)于中國(guó)廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)R410A卻面臨著一些技術(shù)難題。
首先，R410A等新型制冷劑的專(zhuān)利大部分都掌握在霍尼韋爾和杜邦等國(guó)外公司手中，中國(guó)企業(yè)如果想使用R410A，必須每臺(tái)都向這些外企交一筆專(zhuān)利費(fèi)，這無(wú)疑極大地提高了空調(diào)的生產(chǎn)成本。
據(jù)初步估計(jì)，R410A替代成本大約增加了15%，即平均每臺(tái)空調(diào)成本提高250元左右。這些費(fèi)用都將附加到消費(fèi)者身上，而替代所產(chǎn)生的大部分利潤(rùn)將被擁有專(zhuān)利權(quán)的外企獲得。2009年，R410A在歐洲的專(zhuān)利保護(hù)已經(jīng)到期，但在中國(guó)得面臨更長(zhǎng)時(shí)間的專(zhuān)利保護(hù)期，這也是這些外國(guó)大公司積極推動(dòng)R22替代的一個(gè)重要原因。
其次，R410A和R22本身性質(zhì)存在差異，相關(guān)的配套設(shè)備也有所差異。例如R410A空調(diào)的工作壓力是R22的1.5倍，這就要求在空調(diào)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)要考慮系統(tǒng)的耐壓性，比如兩器及配管的耐壓性能需重新設(shè)計(jì)，銅管的壁厚要有所增加。
R410A壓縮機(jī)在設(shè)計(jì)上與R22有根本區(qū)別，需要重新設(shè)計(jì)。一方面，由于R410A的工作壓力大，壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的耐壓性能、機(jī)體排氣量和電機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定等都需要重新設(shè)計(jì)。另一方面，由于用于R22的礦物油無(wú)法同R410A互相溶解，R410A的潤(rùn)滑油需改為合成的PVE油或者POE油。
R407系列也好，R410系列也好，都沒(méi)有從根本上解決溫室效應(yīng)的問(wèn)題，它們可能在不久的將來(lái)面臨新一輪的淘汰，歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將此提到了議事日程上。
重視減量延續(xù)技術(shù)
R22空調(diào)制冷技術(shù)已發(fā)展多年，相關(guān)的配套技術(shù)都非常成熟，在各種工況下的工作效率都可以達(dá)到最優(yōu)化?？v觀全局，我們有充足的理由可以提出R22等HCFC的減量延續(xù)技術(shù)。
通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化的方式，可以合理設(shè)計(jì)新型循環(huán)系統(tǒng)，減少R22等HCFC制冷劑的產(chǎn)量和用量，但不減少制冷設(shè)備的制冷量。
一個(gè)制冷設(shè)備中，制冷劑主要存在于蒸發(fā)器和冷凝器中，選擇合適結(jié)構(gòu)的換熱器，既可以保證系統(tǒng)的換熱效果，達(dá)到最優(yōu)的能效比，又可以盡可能地減少工質(zhì)充灌量。
在采用不同蒸發(fā)器的系統(tǒng)樣本中，我們分析了它們的單位冷量充灌量值，在充灌比的統(tǒng)計(jì)數(shù)值上排列為滿(mǎn)液式蒸發(fā)器>降膜式蒸發(fā)器>板式蒸發(fā)器>干式蒸發(fā)器。我們推薦在小于300千瓦的系統(tǒng)中使用板式換熱器;在大于300千瓦的制冷(熱泵)設(shè)備中，滿(mǎn)液式蒸發(fā)器制冷劑的充灌量最大，建議用充灌量較小的降膜式蒸發(fā)器取代滿(mǎn)液式蒸發(fā)器，同時(shí)應(yīng)研究完善干式蒸發(fā)器技術(shù)。
多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)需要充灌較多的制冷劑，并有較大泄漏的可能，建議少用或不用，盡量用水等載冷劑輸送冷(熱)能。
制冷設(shè)備中制冷劑充灌量的大小，直接影響著制冷劑生產(chǎn)量的需求。國(guó)內(nèi)外在標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中基本沒(méi)有對(duì)充灌量或充灌比作出規(guī)定，我們認(rèn)為現(xiàn)在至少在中國(guó)應(yīng)該提到議事日程上來(lái)。在制定制冷熱泵產(chǎn)品能效標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，應(yīng)制定產(chǎn)品的最大充灌比限制，以推廣能減少充灌量的各種技術(shù)。
另外，每年大約有1/3的R22產(chǎn)量是用于設(shè)備維修以補(bǔ)充制冷劑的泄漏，實(shí)際上充灌量與泄漏量并不一定有直接關(guān)系，我們最終控制的是泄漏量，以保證大氣中的臭氧層消耗物質(zhì)逐年削減。我們建議在今后制定的標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)設(shè)備的泄漏量作出明確的規(guī)定，并有相應(yīng)的監(jiān)控措施，這是即治標(biāo)又治本的方式。
目前還有相當(dāng)多的老機(jī)組使用的是泄漏比較嚴(yán)重的開(kāi)式壓縮機(jī)，應(yīng)逐步停止生產(chǎn)開(kāi)式壓縮機(jī)以減少泄漏量，減少接口過(guò)多的多聯(lián)機(jī)的生產(chǎn)和使用，并加強(qiáng)系統(tǒng)維修和報(bào)廢時(shí)R22的回收，同樣可以起到減少R22生產(chǎn)量和消費(fèi)量的作用。
記者點(diǎn)評(píng)
綜合考慮替代方式
孫鴻凌
R22曾經(jīng)是家用空調(diào)普遍使用的制冷劑，然而這種制冷劑對(duì)臭氧層有較強(qiáng)的破壞作用。美國(guó)宣布2010年起凍結(jié)R22制冷劑的生產(chǎn)，并不再制造R22的新設(shè)備，2020年起禁用R22。日本在國(guó)內(nèi)基本完成了對(duì)R22的淘汰，房間空調(diào)器(RAC)向R410A轉(zhuǎn)變。
目前廣泛使用的環(huán)保制冷劑R410A雖然對(duì)大氣臭氧層沒(méi)有破壞作用，但其引發(fā)的溫室氣體效應(yīng)與含氫氯氟烴制冷劑不相上下，仍屬于需減排的溫室氣體。此外，R410A制冷劑附加的高額專(zhuān)利費(fèi)困擾著眾多空調(diào)企業(yè)。隨著人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)的不斷提高，空調(diào)產(chǎn)品使用新型節(jié)能環(huán)保制冷劑將是空調(diào)行業(yè)的必然發(fā)展趨勢(shì)。