在“碳中和”“碳達(dá)峰”“領(lǐng)導(dǎo)人氣候峰會(huì)”“中國(guó)正式接受基加利修正案”等一系列新的時(shí)代背景下，環(huán)保再次被提上日程。實(shí)際上，“碳中和”“碳達(dá)峰”的目標(biāo)提出，讓減少溫室氣體排放從而助力抑制全球氣候變暖成為時(shí)代的課題，也同樣自上而下地貫穿著整個(gè)制冷空調(diào)產(chǎn)業(yè)的積極轉(zhuǎn)型。作為影響制冷設(shè)備應(yīng)用的重要組成部分，制冷劑的替換工作又被賦予了新的歷史使命。

　　

　　全球空調(diào)需求的增長(zhǎng)已經(jīng)成為我們這個(gè)時(shí)代最關(guān)鍵但常常被忽視的能源問(wèn)題之一，滿(mǎn)足空調(diào)的電力需求，特別是高峰用電需求，成為未來(lái)的一大挑戰(zhàn)；另一方面，除了能源消耗造成的溫室氣體間接排放外，制冷劑也是溫室氣體直接排放的重要來(lái)源，目前使用的大多數(shù)制冷劑具有很高的全球變暖潛力。因此，通過(guò)提高制冷水機(jī)組等主要設(shè)備的能效來(lái)降低能耗和發(fā)展低GWP制冷劑是制冷領(lǐng)域的迫切課題。

　　

　　“碳中和”指路

　　能源低碳轉(zhuǎn)型

　　

　　已成為國(guó)家戰(zhàn)略實(shí)現(xiàn)“碳中和”是國(guó)家層面的頂層設(shè)計(jì)，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期健康可持續(xù)發(fā)展的必要條件。根據(jù)國(guó)家政策，“十四五”期間，單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗和二氧化碳排放分別降低13.5%、18%。到2030年，中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%左右。為實(shí)現(xiàn)“碳中和”，我國(guó)經(jīng)濟(jì)增速可能在短期內(nèi)出現(xiàn)陣痛，這主要體現(xiàn)在環(huán)境政策約束對(duì)資源配置方案的倒逼作用上。但長(zhǎng)期來(lái)看，實(shí)現(xiàn)“碳中和”會(huì)加速推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，高能耗、高污染產(chǎn)能將被逐步淘汰，高新產(chǎn)業(yè)占經(jīng)濟(jì)的比重持續(xù)提升，未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展將由科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)將促使中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式更加綠色、低碳和更可持續(xù)。

　　

　　正如浙江省制冷與低溫重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任陳光明教授所說(shuō)：“在‘碳中和’‘碳達(dá)峰’實(shí)現(xiàn)的過(guò)程當(dāng)中，采用優(yōu)秀冷媒的產(chǎn)品對(duì)‘碳中和’‘碳達(dá)峰’有非常大的貢獻(xiàn)，所以我覺(jué)得政府、社會(huì)各方面都要強(qiáng)調(diào)節(jié)能意識(shí)，提高能源效率。” “可以說(shuō)，各類(lèi)政策和協(xié)議的提出，也在推動(dòng)著行業(yè)朝著低碳節(jié)能的方向發(fā)展，也同樣推動(dòng)了冷媒的切換進(jìn)度。”丹佛斯（上海）投資有限公司市場(chǎng)部總監(jiān)李?lèi)?ài)麗也這樣表示。

　　

　　對(duì)于新冷媒替換的趨勢(shì)而言，比澤爾也認(rèn)為，中國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中的國(guó)家從冷媒替換的時(shí)間點(diǎn)要求方面可能不會(huì)如同發(fā)達(dá)國(guó)家那樣緊迫，但從國(guó)家的大格局來(lái)看，中國(guó)既然遵守了《蒙特利爾議定書(shū)》以及《基加利補(bǔ)充協(xié)議》，就定然會(huì)如期完成冷媒替換的使命。不置可否的是，如若冷媒替換現(xiàn)在還是處于觀望的慢速推進(jìn)中，那么在項(xiàng)目的生命周期內(nèi)很可能會(huì)發(fā)生冷媒替代及二次設(shè)計(jì)，這將會(huì)對(duì)項(xiàng)目及資源造成不必要的浪費(fèi)。

　　

　　“好賽道”在前

　　高成本卻是難以逾越的障礙

　　

　　在當(dāng)前的市場(chǎng)形勢(shì)下，陳光明認(rèn)為新冷媒的替代存在比較多的阻力，其中最重要的是成本壓力。“生產(chǎn)企業(yè)對(duì)成本比較關(guān)注，新冷媒的替代或多或少都要帶來(lái)成本的上升，對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)市場(chǎng)的推廣會(huì)有較大的影響。我認(rèn)為新冷媒的替代目前來(lái)說(shuō)不是特別急迫的事，按照現(xiàn)在國(guó)際上的規(guī)則，實(shí)際上我們還有比較多的時(shí)間來(lái)做這件事。

　　

　　隨著技術(shù)的發(fā)展，我相信成本逐漸會(huì)降下來(lái)，這樣一來(lái)生產(chǎn)企業(yè)就會(huì)有比較大的動(dòng)力來(lái)主動(dòng)推進(jìn)新冷媒替代這件事。”陳光明在接受采訪時(shí)如此說(shuō)道。

　　

　　浙江盾安機(jī)電科技有限公司冷水機(jī)組產(chǎn)品線總監(jiān)柳玉春也發(fā)表了同樣的觀點(diǎn)，他認(rèn)為，當(dāng)前新冷媒的替代存在較多阻力，最大的阻力表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：首先是供應(yīng)鏈不完整、不成熟，例如采用R32冷媒的風(fēng)冷渦旋機(jī)組，很多配件規(guī)格不全；其次是成本問(wèn)題，比如像水冷螺桿機(jī)組的替代制冷劑R513A價(jià)格很高，整機(jī)成本明顯增加，導(dǎo)致客戶(hù)接受度較差。

　　

　　深圳麥克維爾空調(diào)有限公司市場(chǎng)部經(jīng)理張傳友也表示，新冷媒的機(jī)組意味著更高的造價(jià)，所以即便在技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域，新冷媒的應(yīng)用技術(shù)已然成熟，但何時(shí)能夠真正實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化，則更多的需要交給時(shí)間。

　　

　　針對(duì)目前的冷媒替代的進(jìn)程和市場(chǎng)現(xiàn)狀，李?lèi)?ài)麗也坦言，對(duì)于整個(gè)企業(yè)和行業(yè)來(lái)說(shuō)，冷媒替代還有很長(zhǎng)的一段路要走。特別是目前來(lái)看，新冷媒的應(yīng)用還并不普遍，即便是目前采用的R410A、R32、R134a也屬于過(guò)渡性冷媒，再加上一系列新型冷媒的使用成本較高，綜合來(lái)看，整個(gè)行業(yè)在新冷媒的切換并大規(guī)模投入應(yīng)用還需要一定的時(shí)間。

　　

　　從各產(chǎn)品新冷媒的替代率來(lái)看，替代率不高是普遍現(xiàn)象。處于“有技術(shù)儲(chǔ)備，但是還沒(méi)有真正進(jìn)行到商用領(lǐng)域”的階段。不管是離心機(jī)、螺桿機(jī)組、模塊機(jī)等冷水機(jī)組，還是多聯(lián)機(jī)、單元機(jī)這類(lèi)氟系統(tǒng)產(chǎn)品，新冷媒使用率普遍都不高。這點(diǎn)也和艾默生的判斷一致：“雖然在商用空調(diào)、熱泵、冷凍冷藏領(lǐng)域，低GWP值的制冷劑替代方案呼聲很高，但實(shí)際應(yīng)用比例不高。”

　　

　　據(jù)陳光明表示，現(xiàn)在成本比較容易接受的是R22替換成R32、R410A等，這種成本上比較容易接受，所以推廣起來(lái)也比較快，技術(shù)上相對(duì)也比較成熟。所以解決成本問(wèn)題的方法，陳光明認(rèn)為最重要的是通過(guò)技術(shù)上的創(chuàng)新，其次是政府政策上的支持，還有就是提升大眾的環(huán)保意識(shí)，這些都有利于推進(jìn)新冷媒的替換進(jìn)程。

　　

　　以下內(nèi)容和圖表均來(lái)源于《冷水機(jī)組技術(shù)新進(jìn)展》（作者：王寶龍 李先庭）

　　

　　最后，我們節(jié)選了2021年3月發(fā)布的第42期制冷技術(shù)信息簡(jiǎn)報(bào)《冷水機(jī)組技術(shù)新進(jìn)展》中關(guān)于制冷劑技術(shù)發(fā)展部分的內(nèi)容，以供讀者參考。

　

　　為了滿(mǎn)足對(duì)能源效率和環(huán)境性能的更高要求，冷水機(jī)組相關(guān)技術(shù)得到了不斷的發(fā)展。一方面，針對(duì)制冷劑、蒸發(fā)器和壓縮機(jī)等部件進(jìn)行了多項(xiàng)新技術(shù)研發(fā)，另一方面針對(duì)特定的應(yīng)用需求也開(kāi)發(fā)出了更多更高效的設(shè)備系統(tǒng)。在制冷劑的替代方面，聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)給出了目前不同類(lèi)型冷水機(jī)組使用的主要制冷劑，如表1《目前不同類(lèi)型冷水機(jī)組使用的主要制冷劑》所示。其中，HCFC123以其良好的能效和較低的容積容量被廣泛應(yīng)用于離心式冷水機(jī)組中，HFC134a是采用渦旋壓縮機(jī)、螺桿壓縮機(jī)等容積式壓縮機(jī)的大中型冷水機(jī)組的主要制冷劑，而R410A和通常用于中小型冷水機(jī)組。一般來(lái)說(shuō)，HCFCs和HFCs仍然是現(xiàn)有冷水機(jī)組使用的主要制冷劑，這可歸因于冷水機(jī)組較長(zhǎng)的使用壽命以及HCFCs和HFCs仍在逐步淘汰的過(guò)程中。

　　

　　隨著《蒙特利爾議定書(shū)》的197個(gè)締約方于2016年在基加利簽署了逐步削減HFCs的修正案，具有高GWP的HFCs制冷劑的逐步削減方案已經(jīng)確定。因此，為目前廣泛使用的制冷劑開(kāi)發(fā)合適的替代品已成為制冷技術(shù)發(fā)展中最迫切的課題之一。

　　

　　研究者們很早就在尋找新的低GWP制冷劑，但通過(guò)對(duì)化學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的大規(guī)模篩選發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的制冷劑很少能夠同時(shí)滿(mǎn)足未來(lái)制冷劑對(duì)安全性、熱力學(xué)性能和環(huán)境性能的所有要求。在這種情況下，天然制冷劑、碳?xì)浠衔?、氫氟烴)及其混合物越來(lái)越受到人們的關(guān)注。

　　

　　天然制冷劑，例如R717、R744和R718，以及碳?xì)浠衔?，由于其良好的環(huán)境性能，正被重新考慮作為冷水機(jī)組的潛在替代制冷劑。目前，尤其是在歐洲，使用GWP接近零的天然工質(zhì)及碳?xì)浠衔锕べ|(zhì)的產(chǎn)品在市場(chǎng)上獲得了較好的發(fā)展勢(shì)頭。

　　

　　R717(氨)具有良好的熱力學(xué)和流體力學(xué)性能，已經(jīng)在工業(yè)冷水機(jī)組中應(yīng)用了幾十年。R717的主要缺點(diǎn)是毒性、易燃性和對(duì)銅的腐蝕性。在工業(yè)應(yīng)用中，通過(guò)合理選擇機(jī)房位置、設(shè)置氨傳感器和噴水系統(tǒng)、采用開(kāi)式壓縮機(jī)等措施和手段，可以有效地控制這些缺點(diǎn)所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。近來(lái)，R717也被考慮應(yīng)用于舒適空調(diào)系統(tǒng)，但是這需要更仔細(xì)的管理和更加健全的建筑規(guī)范來(lái)防范可能存在的風(fēng)險(xiǎn)。

　　

　　R744(二氧化碳)是一種廣泛應(yīng)用于熱泵熱水器中的高效制冷劑。但是，研究也發(fā)現(xiàn)，在室外環(huán)境較低， 例如室外溫度低于15°C下，制冷模式下R744系統(tǒng)在能效和全生命期氣候性能(LCCP)方面與采用氟化物制冷劑的系統(tǒng)相當(dāng)。因此，R744風(fēng)冷冷水機(jī)組已被引入北歐市場(chǎng)。

　　

　　R718(水)冷水機(jī)組可用于閉式循環(huán)制取冷凍水或用開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)直接從水池中蒸發(fā)制備冰漿，具有較好的成本優(yōu)勢(shì)。但是，吸氣壓力低、壓縮比高和吸氣密度低等因素導(dǎo)致采用R718的設(shè)備需要設(shè)計(jì)高容積 流量的軸流式壓縮機(jī)，這限制了其在制冷領(lǐng)域的應(yīng)用。然而，歐洲、中東和南非也已經(jīng)展示了幾種冷水機(jī)組和商用真空制冰機(jī)。

　　

　　冷水機(jī)組中常用的碳?xì)浠衔镏评鋭┦荋C290和。HC290和具有很好的熱力學(xué)性能，類(lèi)似于HCFC22。利用碳?xì)浠衔锏淖畲筇魬?zhàn)是其高可燃性，這在很大程度上限制了最大制冷劑充注量和在室內(nèi)等較為密閉空間的安裝使用。目前，碳?xì)浠衔镆殉晒Φ貞?yīng)用于小容量制冷系統(tǒng)，如冰箱和房間空調(diào)器。對(duì)于冷水機(jī)組，只有在丹麥、挪威、英國(guó)、德國(guó)、愛(ài)爾蘭、美國(guó)和新西蘭等地有小容量風(fēng)冷冷水機(jī)組使用， 且安裝數(shù)量有限。

　　

　　HFOs是由氫、氟和碳組成的不飽和有機(jī)化合物，具有零臭氧消耗潛能(ODP)和極低的GWP。許多HFO制冷劑本質(zhì)上是穩(wěn)定的、無(wú)毒的、不易燃或輕度易燃的，其中一些具有合適的凝固點(diǎn)和沸點(diǎn)，可用于常溫下的制冷。在純HFOs中，HFO1234yf、HFO1234ze(E)、和HCFO1224yd(Z)等被廣泛應(yīng)用于空調(diào)用冷水機(jī)組。

　　

　　與HFC134a具有相似的熱力學(xué)性能，GWP<1，被認(rèn)為是HFC134a的一種潛在替代品。一般情況下，的容積制冷量比HFC134a低6~20%。同時(shí)，制冷系統(tǒng)的性能系數(shù)(COP)比HFC134a制冷系統(tǒng)低8~20%。但HFO1234yf系統(tǒng)的性能可以通過(guò)部件和循環(huán)優(yōu)化來(lái)提高。HFO1234ze(E)也被認(rèn)為是HFC134a的低GWP替代品。HFO1234ze(E)的容積制冷量較HFC134a系統(tǒng)低26%，而兩者制冷能效系數(shù)則基本相當(dāng)。

　　

　　具有與HCFC123相近的能效比和1.4倍的容積制冷量，被認(rèn)為是HCFC123的良好替代品。HCFO1224yd(Z)是的潛在替代品，它的COP和HCFC123接近，而的容積制冷量比HCFC123高出60%，在設(shè)計(jì)新的冷水機(jī)組時(shí)應(yīng)注意這一點(diǎn)。

　　

　　正如前面提及，由于制冷量、可燃性等方面的差異，絕大多數(shù)純HFOs不能直接在冷水機(jī)組中直接沖注使用。因此，研究者開(kāi)發(fā)了許多HFOs混合制冷劑用于制冷劑替代。其中，R444A、R445A、R450A、R513A、R515A被用于替代R134a，R514A是R123的非共沸替代品之一，R32/HFOs混合物(包括R446A、R447A、R452B等)則是的替代制冷劑。

　　

　　用于冷水機(jī)組的新出現(xiàn)的低GWP替代制冷劑見(jiàn)表2。

　　

　　盡管現(xiàn)有的主流冷水機(jī)組仍然采用傳統(tǒng)制冷劑，但領(lǐng)先的冷水機(jī)組制造商已經(jīng)評(píng)估了這些替代品，并逐步發(fā)布了使用這些低GWP制冷劑的新型冷水機(jī)組。開(kāi)利于2016年4月發(fā)布了采用HCFO1233zd(E)的離心式制 冷水機(jī)組。除此之外，他們還開(kāi)發(fā)了可使用R513A的19XR離心式冷水機(jī)組、23XRV水冷式冷水機(jī)組和30XV/ XA風(fēng)冷螺桿式冷水機(jī)組。2017年，特靈發(fā)布了采用R513A和R514A的離心式冷水機(jī)組，HFO1234ze(E)螺桿式冷水機(jī)組。2019年，約克公司擴(kuò)展了采用HCFO1233zd(E)制冷劑的磁懸浮冷水機(jī)組產(chǎn)品類(lèi)型。此外，其他重要的冷水機(jī)組制造商也推出了自己的采用低GWP新型冷水機(jī)組。表3列出了主要的商業(yè)化程度較高 的低GWP 的HFO制冷劑。

　　

　　在制冷劑替代過(guò)程中，《蒙特利爾議定書(shū)》和《京都議定書(shū)》發(fā)揮了非常重要的作用。許多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)逐步淘汰了HCFCs的應(yīng)用，發(fā)展中國(guó)家也在2015年開(kāi)始了相關(guān)的淘汰進(jìn)程，并計(jì)劃在2030年前完成。歐盟于2014年發(fā)布了新的含氟氣體(F-gas)法規(guī)，即歐盟指令2014/517/EC。

　　

　　根據(jù)規(guī)定，2025年1月1日后，包括R410A在內(nèi)的GWP高于750的制冷劑將被禁止在單元式空調(diào)器中使用。2020年1月1日以后，商用制冷設(shè)備中禁止使用GWP超過(guò)2500的制冷劑，包括R404A。近年來(lái)，低GWP制冷劑的商業(yè)化進(jìn)程加快，尤其是HFO及其混合物。各大制冷劑、壓縮機(jī)和冷水機(jī)組制造商不斷推出與低GWP制冷劑相關(guān)的新產(chǎn)品。

　　

　　后疫情時(shí)代，經(jīng)銷(xiāo)商想要實(shí)現(xiàn)自救，廠家的幫扶必不可少。在渠道多元化的新局勢(shì)中，構(gòu)建新型的廠商關(guān)系成為必然，其最本質(zhì)的特征就是廠商之間的合作能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同發(fā)展。正如行知匯營(yíng)銷(xiāo)咨詢(xún)機(jī)構(gòu)創(chuàng)始人邵策所說(shuō)：“不論家裝還是公裝，我們要重回創(chuàng)業(yè)時(shí)代的狀態(tài)，大家一起敬業(yè)，一起拼搏，才可以把市場(chǎng)做好。”

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