制冷剂替换已进入倒计时 各方应积极应对
制冷剂换代这个话题已经持续谈论了几十年,一直是整个行业以及国家关注的焦点问题。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。目前,应用量最大、应用范围最广制冷剂是HCFC—22,即R22。R22是HCFC家族中的一员,其在常温下为无色,近似无味的气体,不燃烧、不爆炸、无腐蚀,毒性比R12略大,但仍然是安全的制冷剂;加压可液化为无色透明的液体。另外,R22的化学稳定性和热稳定性均很高,因此被空调制冷行业所青睐,但R22却对臭氧层造成很大破坏。
臭氧层破坏是当前面临的全球性环境问题之一,自70年代以来就开始受到世界各国的关注。1987年9月16日在加拿大的蒙特利尔会议上,通过了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。“蒙特利尔议定书”规定,参与条约的每个成员组织将冻结并依照缩减时间表来减少5种氟利昂的生产和消耗;冻结并减少3种溴代物的生产的消耗。
中国自1991年签订《蒙特利尔议定书》,履约工作已进入全面淘汰HCFCs阶段。根据决定,中国2013年需将HCFCs产量和消费量冻结到2009年和2010年平均基线水平,到2015年削减10%,2020年削减35%,2025年削减67.5%,到2030年除少量(2.5%)用于制冷维修外,全面淘汰。
而我国空调产量占到全球总产量的70%以上,“空调生产大国”称号已是实至名归。作为全球最大的空调生产基地,全世界都在关注中国的HCFC替代技术和实施计划。
日前,为履行国家对世界的承诺,环境部正式启动含氢氯氟烃(HCFCs)淘汰行动,吹响了制冷剂替代革命的号角。在空调业中广泛使用的制冷剂R22遭淘汰已进入倒计时,国内空调企业如何布局制冷剂替代之战,成为目前热议的话题。《家用和类似用途电器的安全热泵、空调器和除湿机的特殊要求》新版标准将于2013年5月1日正式实施。
现用替代品大多是过渡性性质
实际上,制冷剂的替换是世界性难题,其主要困难在于替代制冷剂的选择。新浪地产(微博)网编辑从志高空调相关负责人处获知,理想的替代物应无毒、不可燃,在工作和贮存条件下热稳定、与系统材料兼容,与R22热力性能相近或更优,具有高能效、零ODP和低GWP。迄今,还没有找到完全满足要求的理想替代物。
作为R22的主要环保替代品有R404A、R410A、R290、R23、R407C、R411A、R417A,R1270。
其中R410A现在的技术已基本成熟,在国内市场的变频空调器产品中已普遍应用。R410A是一款混配制冷剂,不含任何破坏臭氧层的物质,其ODP值为零。与R22相比,R410A的制冷量显著提高,因此为设计更小更紧凑的空调设备提供了可能。并且由于R410A具有近共沸的物性,HFC-410A在制冷空调系统中不会发生显著的分离,即不会由于泄漏而改变制冷剂的成分,因此在售后维修再补充过程中,无需排放掉系统中剩余的制冷剂。
其应用的主要困难在于仍然具有较高的GWP,并与R22使用的矿物油不相溶,需要使用与之相容的合成油,并且与干燥剂、密封材料及其他材料的相容性也需要进一步研究。
另外,关于对R410A制冷剂的替代欧美及日本很早就已经在研究。如果我们使用R410A作为新型制冷剂对R22进行全面替代,可能没过几年又要面临在另一个环境公约下再次淘汰的问题,所以只能作为中短期过渡性替代品使用。
R290推广困难重重
目前,家用空调领域,R290被公认是最具替代前景的替代制冷剂。R290的化学名称是丙烷,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。
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。
但是R290也有缺点,那就是易燃易爆。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。正因为这一点,成为其大规模推广的最大阻碍。碳氢制冷剂的销售商就曾对媒体表示,公司从2006年就开始推广R290制冷剂,但是空调
厂家担心易燃易爆根本不用,最终公司只能与一些社会上的安装服务公司合作,以节能环保为卖点吸引企事业单位对旧空调进行制冷剂改造。
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。如在空调系统中增设制冷剂泄露浓度检测装置,一旦泄露浓度超过预设值就自动执行断电、通风、警报等防范措施从而避免安全隐患。因此,通过完善严密的控制防范措施,R290的“易燃易爆”危险是可以得到有效控制的。
但如此一来,对终端产品的成本必定造成一定的影响,也将不利于R290的推广。志高空调相关负责人向我们介绍称,R290系统的效率较高,原材料用量有所下降,但需要增加对应的安全措施,最终成本将会有所提高。另外对空调产品按照易燃易爆品进行管理,仓储物流都会增加很大成本。
对售后维修人员进行安装、维修方面的安全技术培训。对销售人员进行相关知识的培训,加大宣传推广,使更多客户了解R290空调产品,可以放心的使用。可见,R290的全名推广仍需客服多重困难,这些都将直接影响产品的最终销售价格,也是需要整个行业共同面对共同解决的问题。
亟待出台标准促成产品入市
尽管R290的全面推广仍处于不成熟阶段,但实际上,我国的美的、格力、海尔、志高、TCL等空调企业一直致力于环保制冷剂的研究。2011年7月,美的关于R290等三款新型环保冷媒关键技术及其应用的研究项目正式通过科技鉴定。同月,格力的全球首条R290分体式空调示范生产线正式竣工,通过中德两国联合专家组验收。2012年8月,格力R32环保冷媒空调获全球首张VDE认证证书。志高也于2012年参与了环保部房间空调器行业含氯氟烃淘汰计划,将在2013年到2014年间完成两条生产线的改造项目。
尽管如此,R290的易燃易爆性仍然是其推广的一大障碍。这就是生产标准和安全保障。一方面,空调是个半成品,在安装环节必须保证排除危险因素。另一方面,国家并无相关的标准。在此情形之下,尽管R290空调是环保产品,并在国际市场获得认可,但仍无法在国内市场上市,因为根本就没有相关的3C认证标准。
由于R290是无色无味的,普通人根本无法辨别空调制冷剂是否已经泄漏,万一发生了泄漏,R290又是易燃易爆的,给使用者带来的则是一场灾难。另外在安装方面,目前空调安装不规范的现象很普遍,如果在安装和维修的过程中操作不规范,一旦引发事故,不仅是工人的人身遭到伤害,还有可能累及旁边的空调室外机,造成不可预知的后果。
因此亟待完善的相关标准,以促成使用R290的空调产品可以入市,从而促进R290的广泛推广应用。