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          日立冷水機廠家 解讀世界制冷技術

          制冷機:冷水機設備中重要構成部分之一;制冷劑R-134a在歐洲面臨被強制性逐步淘汰,歐洲的氟碳化合物生產商陷入了開發替代制冷劑的高度利益危機,目前歐洲的汽車、化學工業正致力于開發新型替代制冷劑,二氧化碳(R-744)、HFO-1234yf、氟碳R-152a (CH3CHF2)……哪種制冷劑在未來將全面替代R-134a? 制冷劑在歐洲備受關注
           
             歐洲面臨著強制逐步淘汰制冷劑R-134a,因此歐洲的氟碳化合物生產商正致力于開發新型替代制冷劑,以解決面臨的危機。
           
          2007年夏天對氟碳工業來說是一個轉折點,因為在歐盟的要求下,德國汽車工業協會(VDA)的成員共同決定,汽車空調系統采用二氧化碳而不是氟碳化合物作為制冷劑。
           
             如果二氧化碳技術在整個歐洲被采用,氟碳制冷劑的生產商將面臨汽車空調市場需求大規模下跌的黯淡前景。如果二氧化碳技術在歐洲市場推動成功,還將推動 其在美國市場的應用,從而進一步導致氟碳需求市場的蕭條。在這種背景之下,主要的氟碳生產企業可能考慮進行市場整合,但是對中國市場那些涉行時間不長的企 業來說,很多已經在雄心勃勃進行擴能,這些企業將面臨投資縮水的風險。但是形勢目前還不明朗。盡管面臨發展障礙,領先的氟碳生產商還在繼續探索合適的替代制冷劑,這種替代制冷劑要能夠和目前通用的R-134a具有同優性 能,能夠縮小由于替換制冷劑導致的過渡成本,同時在整個生命周期對氣候變化的影響和二氧化碳相似或更優。一個很具前景的替代制冷劑是HFO-1234yf,全球領先的制冷劑生產商杜邦和霍尼韋爾公司在2007年11月已經共同推動其面市了。 最終淘汰期限迫近   聽起來可能有點奇怪,但是二氧化碳具有相對來說很低的全球增溫潛力(GWP),其GWP僅僅為4,R-134a的GWP值為1300。為履行歐盟關于京都議定書的責任,歐盟委員會2006年發布了一項指令,要求移動空調系統(MAC)要逐步淘汰R-134a,并要求替代制冷劑的GWP值不能高于150,到2011年,R-134a系統的該項禁令適用于所有的新汽車,到2017年,該禁令適用于所有汽車。
           
             歐洲的汽車生產商面臨著兩種選擇,這兩種選擇都需要考慮重新設計。一種選擇是使用制冷劑氟碳R-152a (CH3CHF2),R-152a的GWP值是140,但是它具有一般易燃性,因此不能使用在汽車的現有系統中,空調設備必須配置隔離的二次回路,這樣汽 車上的乘客才不會有潛在危險,但是這又意味著增加了重量和成本。
           
             另外一種選擇是二氧化碳,也就是大家所知的R-744。包括日本Nippon Denso公司、德國Ixetic、Behr以及美國Delphi、Visteon公司在內的幾個汽車供應商已經開發了基于二氧化碳的MAC系統和部件;诙趸嫉目照{系統已經得到工業應用,但是還沒有應用于汽車上,部分原因是因為二氧化碳引起的工程上的挑戰。這些挑戰的一個方面是該系統要求高壓,所需壓力是氟碳系統的10倍,另一個方面是高于制冷劑的臨界溫度之后操作效率很低,更精確的說是因為二氧化碳具有極低的臨界溫度,僅僅31攝氏度。
           
             考慮到R-152a的易燃性和需附加的設備,二氧化碳較之具有典型的優勢,形勢對氟碳化合物來說并不妙。
           
             霍尼韋爾、杜邦和英力士的氟業務(INEOS-Fluor)都急于開發能適應新要求的氟碳化合物替代產品。在全球制冷劑替代產品的開發過程中,第一個被著力開發的是3個被命名為Fluid H、DP-1和AC-1的混合產品。到去年夏季為止,這3個產品獲得了不同程度的成功。但是,Fluid H 在阻燃性和臭氧損耗方面不占優勢,另外兩個產品則不符合毒性標準。 誰是最優選擇?
           
             霍尼韋爾和杜邦公司面對這種令人失望的結果,進行通力協作開發新一代的替代產品——HFO-1234yf。HFO-1234yf和CF3I一樣,都是霍尼韋爾原來開發的Fluid H中的主要成分,利益相關方將全部希望都寄托在了CF3CF=CH2(HFO-1234yf的分子)之上,到目前為止,該產品開發進展良好。
           
             杜邦工程開發人員Barbara Minor表示:我們的目標是使合適的替代品與R-134a在性能上同優,還要最大化的縮小因為更換制冷劑帶來的過渡成本和相關的設備改造成本,當然最主要的目的是符合對GWP的要求。在去年11月在意大利都靈召開的歐洲汽車空調工作會議上,HFO-1234yf首次登場,日本汽車企業聯合會在會上闡述了HFO-1234yf、R-134a以及R-744(CO2)三種產品的性能比較。
           
             霍尼韋爾公司全球冰箱業務主管Daivd Diggs 說:“結果表明,1234yf具有最低的GWP,可能成為現有的替代產品中取代HFC-134a的全球性解決方案。結果還表明,因為R-744在溫暖和炎 熱的氣候中不能完全使汽車內部冷卻,因此不是最優解決方案。”他還表示,因為二氧化碳需要高壓,因此與HFO-1234f相比,間接導致了溫室氣體的排放(如從排氣管中排放)。Minor指出,二氧化碳系統必須通過做更多的功來彌補跨臨界操作(transcritical)的低效能。她還質疑MAC系統中 的柔性連接在高壓下是否能夠維持密封,另外,使用二氧化碳系統需要對設備和流程重新設計,必然帶來更高的過渡成本。
           
             二氧化碳MAC系統的支持者則表示,這些問題確實存在,他們可以提供研究表明在氟碳生產商指出的這些問題存在的前提下,二氧化碳MAC系統比氟碳MAC系統仍然更為高效。
           
             總之,汽車可能為市場帶來基于二氧化碳的MAC系統,去年12月,ixetic公司宣稱一個領先的汽車生產商已經在新的車型中訂購了二氧化碳的MAC系統。據估計,這個客戶很可能來自德國,而且不是最后一個。
           
             Minor表示,VDA很可能被說服試用HFO-1234yf,因為VDA對這個新的制冷劑很感興趣,并且已經將其列入了替代制冷劑冬季會議議程。
           
             汽車工程協會的車內氣溫控制標準委員會的主席Ward Atkinson表示,二氧化碳系統可能是在R-152a之后可被歐洲生產企業采用的替代制冷劑的中流砥柱。HFO-1234yf也可能在歐洲之外的其它 區域作為主要替代制冷劑,但是由于其毒性還未確定,因此目前還不能肯定。 大致的前景
           
             兩項關鍵的毒性測試結果將很快決定HFO-1234yf的命運,Minor說,“我認為從某種程度上說今年這個問題將被解決,具體到什么時候解決還很難說。如果HFO-1234yf適用的話,汽車生產商就獲得了保留現有MAC系統的機會。
           
             Atkinson評論說:“很明顯,基于二氧化碳的技術目前還不成熟,因為要學習密封技術,從使用R134-a第一次提供服務經過了5-7年,如果將R134-a換為二氧化碳,誰知道會怎么樣?” 
           
          斯坦福咨詢公司的高級顧問Ray Will表示,R-744是在歐洲的一個解決政治問題的技術方案,在美國,還無須為京都議定書擔心。實際上,歐盟原來的目的是強制企業接受二氧化碳MAC系統,只 有汽車工業拒絕強制接受之后,歐盟才會考慮允許使用更高GWP值的替代制冷劑。另外,Ixetic公司的訂單表明,二氧化碳系統在歐洲已經接近于被廣泛接受了,如果二氧化碳系統能夠推動成功的話,相信很快就能滲透到其他地區,包括美國。
           
             Will補充說,未來是否還使用R-134a還不好說,很可能到2011年歐洲的期限年的時候,R-744系統還存在未解決的問題。屆時,可能就輪到美國開發的替代制冷劑大行其道了,從而會導致全球性的標準出臺?赡茏詈蠓艞塕-134a的是中國,因為中國在生產R-134a上進行了很大的投資。中國在氟石領域占據世界領先地位,為了打造氟化學品鏈條,大型的氟加工廠在大規模生產R-134a以滿足市場需求,至少是國內的市場需求。如果全球標準被改 變,中國的氟工業發展軌跡肯定會被改變,而中國的氟工業還沒有準備好接受這種變化。對于未來,目前可以肯定的是,制冷劑市場將面臨更激烈的整合。

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