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冷媒革命 二氧化碳制冷剂何去何从

   2011-06-14 0


路伟:意大利的制造商集团Lu-Ve提供了工业用的降温组件和气体冷却器。Lu-Ve研发了一条R744设备的特殊生产线,用跨临界二氧化碳设备代替了传统的HFC冷凝器。

三洋:三洋在旋转式二氧化碳压缩机研发方面做得非常出色。

其产品实现了高效率、低噪声、低振动和高耐受性。此外,这类产品采用二级压缩机制和内部中压系统,能经受住高压力的二氧化碳。三洋还把变速二氧化碳压缩机商业化,用于900W~2200W系列的家用热泵热水器。

大金:作为世界知名的供应商,大金的VRV设备使用了二氧化碳制冷剂,优化了设备的制热效果。外部组件的加热功率在制热时可达31.5千瓦,制冷时达28千瓦。大金提供一种新型的制冷循环技术,使用了摇摆式压缩机和一个新开发的换热器。二氧化碳型号的设备可与变制冷剂流量设备的控制与管理系统兼容。

而发达国家为了鼓励企业和行业进行制冷剂的替代,政府和协会机构都会积极响应。日本就指定了推广补贴政策:凡是用天然制冷剂如二氧化碳替代CFCs、HCFCs和HFCs的项目都可以获得日本“使用天然制冷剂的高效制冷应用”的补贴。补贴对象包括冷库和食品加工厂的冷冻冷藏系统和空调系统,大型市场和批发中心用冷冻冷藏系统和空调系统,超市和便利店用冷冻冷藏系统、冷冻箱、陈列柜、空调系统和制冰设备等。

同时在欧盟的要求下,德国汽车工业协会(VDA)的成员共同决定,汽车空调系统采用二氧化碳而不是氟碳化合物作为制冷剂,这成为了氟碳工业的一个转折点。

2009年美国采暖、制冷和空调工程师协会(ASHRAE)首次公布了一份关于天然制冷剂的公开意见书。在意见书中,ASHRAE认为R744是一种完美的替代制冷剂。这份意见书详细阐述了R744的压强及温度特性,认可了高压二氧化碳系统所带来的优势。高压会导致气体密度高,这使得压缩机可以达到更好的制冷效果。文件总结称,在低温平板冻结机和多室速冻冷库中,R744可以确保系统的性能尤为卓越,R744也是一系列家用和工业用热水热泵设备的理想制冷剂。

遭遇中国式难题

作为全球最大的制冷空调市场,中国的制冷剂替代的形势十分的严峻,同样,中国为减少碳排放所做的每一步努力都是艰难完成的。在中国,同样也有一批企业着手开始进行二氧化碳工质系统的研发和生产,像山东神舟、浙江高翔工贸、烟台冰轮等,都已经拥有了成型的二氧化碳设备。

山东神舟:在经过两年的研究后,山东神舟于2008年成功研发了利用二氧化碳做工质的制冷机组。据了解,该机组在蒸发温度-40℃时制冷量为150kw,冷凝器采用风冷平板式冷凝器,机组带热回收装置,利用回收的冷凝热来做蒸发器的融霜。该机组也可以应用于1T/h速冻机的冷源,目前不少国内速冻机用氨系统的安全原因改用氟机,机组有带经济器单机螺杆带、配组双级、单机双级等,但从环保及能效方面采用二氧化碳的复叠系统才是更好的选择。

据山东神舟潘学玲介绍,这是国内首台二氧化碳机组出口法国。因为北欧、英国等国家也已立法限制氟利昂在超市行业中的应用,根据制冷剂的GWP值来收“碳税”,欧洲非常多的应用R404A制冷剂的系统现在进入改造期。

浙江高翔工贸:而去年年底,记者从浙江高翔方面获悉,上海都凌压缩机销售有限公司与浙江高翔在2010中国冷博会上达成了合作生产二氧化碳制冷机组的意向,由上海都凌提供意大利都凌二氧化碳压缩机并提供前期的技术支持,由浙江高翔负责生产“两器”、管路等所有零部件,并组装成二氧化碳制冷机组。

据浙江高翔总经理高立铭介绍,目前机组主要投放的市场还是放在国外,发达国家在这一领域确实比国内要领先很多。

烟台冰轮:目前在国内,已经拥有相对成熟的压缩机产品系列的是烟台冰轮,他们从07年开始立项研发二氧化碳压缩机,08年通过了国家科委的鉴定并开始了试运行,并于09年获得了“中国机械工业科学技术奖”。现在冰轮研发的二氧化碳压缩机已经发展为一个系列共4款机型,涵盖了从150-900立方米的排气量。其成功案例之一为烟台丰润食品加工中心,用于-70℃的金枪鱼冷冻处理。

据烟台冰轮国内营销事业部的王立群介绍,目前国内市场经过前期的试运行后,只能算是刚开始起步。“大家都对二氧化碳制冷剂的环保等概念有所了解,但实际上用的人不多。”并且王立群还告诉记者,目前国内还找不到合适的零配件供应商,“二氧化碳由于压力比普通工质要高出很多,所以我们在机盖打了很多螺栓以防止机盖顶开。除了这个之外,它的油路、控制阀件等,甚至管路的走向,都跟普通工质的不同,而且还需要设置压力保护。所以我们现在采用的都是丹佛斯的零配件。”

而去年9月,环保部首次对外证实R290将取代R410a成空调新的环保制冷剂,并有望于明年开始在一些国内企业内部进行生产线改造。多位空调企业人士指出,如果国家强推R290制冷剂,国内现有的空调生产线、物流运输、仓储存储、安装维修等多个环节的标准都将面临被重新修订的大变革,不仅涉及环节多、任务重,关键是企业投入金额较大,并不是最佳的解决方案。

据西安交通大学能源与动力工程学院制冷与低温工程研究所副所长晏刚介绍,目前关于R22制冷剂的替代国际上主要有两种技术方案:一种是以北欧国家和韩国为代表,其主张采用天然工质作为替代物,如纯工质R290、R1270、R744、R600a、R600、R717等,以及HCs类的混合物;另一种是以美国和日本为代表的采用HFCs作为替代物,如美国联合信号公司的非共沸混合物R410A、杜邦公司和I.C.I公司的混合物R407C,以及R32和R152a等,这些制冷剂的ODP均为0,能够达到保护臭氧层的目的,但是会产生温室效应。

目前看来,二氧化碳在国内市场的前景,还有点像“雾里看花”,就像王立群所言,他们都了解它的好,但真正用的少。国内空调行业暂时看不到二氧化碳发展的影子,其在国内冷冻冷藏市场也才刚刚迈步,但在热泵热水器领域,国内即将出台二氧化碳热泵热水器的核心配件标准——GB/T26181-2010。参与标准制定的上海日立电器有限公司热泵推进办公室部长乐红胜认为,虽然在国内采用二氧化碳制冷剂的热泵热水器还没问世,核心部件压缩机也处于研发阶段,“但这一超前标准的制定,将会对产品的市场推广起到良好的作用。”
 
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