應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)中的R410A制冷劑

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　20世紀(jì)是科技迅猛發(fā)展的時期，它見證了人類攻克許多困擾多年的技術(shù)難題。20世紀(jì)初期，我們運用人工制冷手段以獲取更舒適的生活、工作環(huán)境。早期的制冷系統(tǒng)運用了各種各樣的制冷劑，但當(dāng)時許多制冷劑易燃易爆炸，相當(dāng)危險。30年代一系列新型的合成制冷劑誕生，自此，大部分的空調(diào)系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)采用了這種技術(shù)。這些化學(xué)物質(zhì)通常稱之為CFCs和HCFCs，它們確保了制冷劑的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

　　正如人們并沒有真正了解20世紀(jì)眾多的發(fā)明物一樣，這種含氯制冷劑的特性和長期使用后的“癥狀”，在當(dāng)時還未能得到非常清晰的了解。70年代起，人們開始懷疑地球臭氧層正在受到破壞。至80年代中期這種猜疑基本得到證實，全世界急需采取措施，減少臭氧層的破壞。1989年，第一項限制使用CFC的國際協(xié)議——蒙特利爾議定書正式簽定，蒙特利爾協(xié)議為整個制冷空調(diào)行業(yè)提供了一個指導(dǎo)方向。1989以來，這項議定書修正了數(shù)次，每次修正都加速了保護(hù)臭氧免受化學(xué)物質(zhì)破壞的進(jìn)程。起初，由于CFC11，CFC12和CFC502的高臭氧消耗潛能值（ODP），人們致力于尋找它們的替代品。這些曾經(jīng)廣泛應(yīng)用于家用和商用制冷設(shè)備的制冷劑，如今已被淘汰。因為真相迅速明朗化：盡管常用的空調(diào)制冷劑HCFC22的臭氧消耗潛能值僅達(dá)CFC12的5%，但若長期使用并非可持續(xù)發(fā)展之大計。HCFC22在90年代的消耗量大幅上升，一部分是因為其成為CFC的替代品，一部分是因為亞洲出現(xiàn)第一次空調(diào)購買熱。

　　而針對R22替代制冷劑的尋找過程就不像尋找CFC替代制冷劑一樣的順利，全球各區(qū)域出現(xiàn)了不同的趨勢。形形色色的候補(bǔ)制冷劑替代物出現(xiàn)在不同時期也不同程度的被接受，有時甚至因為立法的關(guān)系，區(qū)域與區(qū)域之間的變化很大。

　　R134a是最早代替R22的候補(bǔ)產(chǎn)品，但是不論在家用空調(diào)市場還是在商用空調(diào)市場，它都未贏得廣泛的認(rèn)可。R134a擁有許多令人滿意的特點，但是它的低壓勢必需要使用更大的壓縮機(jī)，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)成本相應(yīng)增加。目前車用空調(diào)因其具有較低運轉(zhuǎn)壓力的優(yōu)勢，大多用R134a作為制冷劑。

　　90年代中期，R407C被認(rèn)為可以成為R22的替代品。雖然其運轉(zhuǎn)壓力和溫度都與R22相當(dāng)，但要是系統(tǒng)維持與R22系統(tǒng)相匹配的效率就相當(dāng)困難。雖然還未達(dá)到理想制冷劑的標(biāo)準(zhǔn)，R407C在歐洲還是得到了廣泛接納。R407C具備零臭氧消耗潛能值和低全球升溫潛能值，許多情況下只需對R22系統(tǒng)做很小的改進(jìn)就可以使用了，不利因素在于R407C系統(tǒng)在高壓排氣時會有較大的溫度漂移。大量出口空調(diào)去歐洲的日本空調(diào)制造商都已經(jīng)可以大量生產(chǎn)R407C的產(chǎn)品。然而在日本本土市場上，R407C的認(rèn)可度最低，并正在逐漸被R410A取代。

　　美國市場和歐洲市場對蒙特利爾議定書的反應(yīng)不盡相同。美國將遵守蒙特利爾議定書的要求，在2020年前逐步淘汰R22；而在歐洲，R22已經(jīng)徹底告別了歷史。目前在美國制冷劑的替代顯得比較清晰，R407C從未受到空調(diào)制冷業(yè)的青睞，取而代之的將是R410A.第一批R410A產(chǎn)品是美國在1996年推出的，現(xiàn)在R410A約占新產(chǎn)品的20%.到2010年，這個數(shù)字將會接近于100%.歐洲市場使用了R407C數(shù)年后，也終于開始轉(zhuǎn)向R410A.

　　隨著制冷劑向HFC轉(zhuǎn)變的逐步推進(jìn)，選擇制冷劑時對環(huán)境的關(guān)注也從臭氧消耗轉(zhuǎn)到了全球升溫潛能?？照{(diào)直接且間接地影響著全球變暖。向大氣排放制冷劑以及在制冷劑失去性能前的反應(yīng)會直接導(dǎo)致全球升溫?？照{(diào)機(jī)的效能則會間接影響全球升溫。在一臺普通空調(diào)機(jī)的使用期間，發(fā)電廠為了產(chǎn)生電流驅(qū)動空調(diào)機(jī)而放出的二氧化碳量遠(yuǎn)超出排放制冷劑所帶來的影響。最近正式生效的京都議定書已經(jīng)體現(xiàn)了有關(guān)全球升溫問題所給予的國際關(guān)注。京都議定書呼吁各國限制二氧化碳排放量，以改進(jìn)能源效率。

　　有此背景認(rèn)識，我們可預(yù)見2種趨勢正同步發(fā)生：臭氧消耗類制冷劑正在被取代；系統(tǒng)效能正在改善。某種程度而言，驅(qū)使系統(tǒng)效能不斷改善是來自于市場要求，然而法令法規(guī)也以前所未有的力量催促著改進(jìn)步伐。到2006年，美國會將空調(diào)機(jī)的最低可接受效率提高30%.中國已經(jīng)開始使用新的能效標(biāo)簽制度，使用能效標(biāo)簽空調(diào)器將躋身于世界最高效空調(diào)器的行列中。日本政府又一次提高了2007年空調(diào)最低能效比，歐洲新的法規(guī)也將在2006年出臺。

　　顯而易見，為了應(yīng)對這兩大同步發(fā)生的趨勢，空調(diào)生產(chǎn)商竭力尋求同時滿足要求的策略?？梢钥隙ǖ氖?，R410A是目前世界范圍內(nèi)制冷劑的最佳選擇。雖然優(yōu)缺點參半，但較之R134a和R407C，R410A獨特的優(yōu)勢卻更吸引人。

　　結(jié)論能源法規(guī)正要求更高的系統(tǒng)效率，同時R410A正在逐漸邁入主流。新型制冷劑有利于系統(tǒng)效率的提高，然而真正決定系統(tǒng)效率的還是壓縮機(jī)、熱交換器、空氣冷卻器和風(fēng)扇電機(jī)。最后引用三菱電機(jī)的話：

　　“R410A的確為提高效能提供了一些微弱的優(yōu)勢，然而科技本身才是推動各大COP效率平穩(wěn)提高的最大功臣。”