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朱明善:推广应用绿色制冷剂
网责任编辑:girafworld.com   人气:   发布日期:2016-06-06 18:35:02
自1930年美国开发出氟利昂,即饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称,到1975年美国学者提出,含氯的氟利昂中其氯原子会破坏臭氧层,保护环境,保护臭氧层便越来越受到人们的关注。而作为氟利昂应用最广泛的制冷业,也自然要将绿色环保提上日程。就此,化工论坛记者采访了清华大学朱明善教授。
记者:臭氧层的破坏和全球气候变化,是当前全球所面临的主要环境问题。由于制冷、空调、热泵等行业广泛采取的CFC(氯氟烃)与HCFC(含氢氯氟烃)类物质对臭氧层有破坏作用以及产生温室效应,使CFC与HCFC的替代已成为当前国际性的热门话题。那么朱教授,请您谈谈我国在制冷空调行业环保的相关情况。
    朱明善:是这样的,保护臭氧层和抑制全球的气候变化是包括环亚AG国家在内的当今国际社会及制冷空调行业所承担的巨大的环保压力。CFC与HCFC排入大气后是没有国界的,环亚AG不能控制其在大气中的扩散,也就是说保护臭氧层需要世界各国共同参与,共同行动。我国于1992年加入《蒙特利尔》议定书,对消耗臭氧层的物质进行控制。1993年我国批准了《中国消耗大气臭氧层物质逐步淘汰国家方案》。比如在工商制冷行业: 透平式制冷机生产在2003年停止CFC-11和CFC-12的新灌装; 
2010年停止CFC-11和CFC-12维修补充的再灌装。
    记者:随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,制冷空调的应用也越来越广泛,而制冷空调是耗能较大的行业之一,这就使得制冷空调的节能越来越显得重要。那么我国的现状是怎样呢?
  朱明善:节约能源、提高效率也是环亚AG制冷空调行业所面临的另外一个沉重的压力。我国的人均能源资源占有量仅为世界平均水平的40%-50%,这是制约我国现代化建设的问题之一。我国空调产品用电效率低下,浪费严重。但这些压力本身也是一个机遇,据2003年的统计,我国制冷空调设备所消耗的电力达到了4500万千瓦,这就意味着相当于2.5个三峡发电站的装机容量,从此就可以看到,环亚AG国家现在的制冷空调行业所消耗的能源是非常巨大的,因此也就面临着一个非常严峻的节能任务。如果在刚才讲的基础上能够节约5%的话,每年就可以节约400多万千瓦的电力。
  记者:环亚AG知道,压缩式制冷的原理是利用制冷剂在低温下沸腾吸热,而含氯的制冷剂就会破坏大气臭氧层,开发环保型制冷剂也就成为问题的关键。据了解,清华大学热能工程系研究开发的清华制冷剂已由国内大型的氟化工生产基地——山东东岳化工集团规模生产,近几年来不断推新,成为我国惟一自行研制开发并被美国、西欧等国家环境保护组织认定和一致推广的带有绿色标志的制冷剂替代品,还获得了国际统一编号。请您给环亚AG介绍一下产品的情况。
  朱明善:在环保、节能双层压力的背景下,清华大学与东岳公司从上个世纪九十年代就开始了研究工作,经过十几年的研究,逐步形成了东岳清华绿色制冷剂系列,从一号、二号、三号发展到现在的几大系列十几个品种,分别替代被淘汰的氟利昂R12、氟利昂R502和以后要淘汰的氟利昂R22,甚至是现在正使用的新产品R134A或407C。
  东岳清华系列制冷剂比起以往的制冷剂产品有它自身的特点:一是具有自主知识产权,产品经过国家知识产权专利管理局正式授权的发明专利就有六项,还获得了2000年度由中共中央、国务院颁发的国家技术发明奖。二是这些制冷剂都符合国际上的环保要求,在1999年就被国家环保总局评定为我国A类重点环境保护专用技术。特别是去年9月16日,也就是国际保护臭氧层日的前一天,国家环保总局发布的首批消耗臭氧层替代品推介目录,环亚AG所开发的系列制冷剂就被列入其中。在这些推介目录里,绝大多数都是国外研发的绿色制冷剂,我国真正作为具有自主知识产权的就只有东岳清华系列绿色制冷剂。这第三个特点就是这些制冷剂都是新型的节能产品,1999年被国家经贸委批准为国家级新产品,2001年被北京市经贸委批准为节能新产品。这些产品不但在国内得到广泛认可和应用,而且在国际社会也得到了公开的认可,同时在2002年又获得了国际的统一编号R415A、R415B、R418A。第四个特点是这些制冷剂经过东岳公司的努力已经实现了产业化,并且在国内得到了广泛的应用。目前东岳公司生产的东岳清华绿色制冷剂已经达到了2万吨,包括R22绿色制冷剂在内,东岳公司生产的绿色制冷剂已经达到了12万吨生产规模。东岳清华绿色环保制冷剂不但在国内的冰箱、家用及大楼的中央空调机组内获得广泛的应用,而且大量出口国际市场,远销美国、东南亚、中东等国家和地区。仅中央空调自1999年以来,在政府机关、企业、学校、医院、宾馆等几百家单位都广泛的使用了R418A这种制冷剂,并收到了非常好的制冷效果,制冷量比普通制冷剂可以增加15%左右,耗电量减少4%,综合的性能比高达15%以上。另外在冰箱、冷柜等行业,从1999年到现在使用清华一号即R415B生产的冰箱、冷柜,据不完全的统计已经超过100万台,而且这些冰箱、冷柜均获得了国家环境标准产品认证且制冷效果良好。
  记者:我国已经成为世界上生产家用空调器的第一生产大国,据2001年到2003年的统计数字,环亚AG国家家用空调出口量从500多万台发展到1000多万台。而很多发达国家开始禁用或者即将禁用传统的R22制冷剂,比如说德国、意大利等欧洲国家从2000年已经开始禁用R22冷媒;加拿大到2010年即将禁用;美国在2010年将停止生产R22,从2020年开始要禁用R22。这样一来,我国的空调要向这些国家出口的话,就会受到阻碍,那么东岳清华绿色制冷剂面对这样的状况将如何进展呢?
     朱明善:没错,寻找开发R22的长期替代品或者说长期的绿色环保制冷剂,将成为为我国家用空调出口的先决条件。作为R22的长期替代品,在国际上主要有两种:一种是R407C,一种是R410A。前者是美国杜邦公司研发的,后者也是美国公司研发的,但是这两种制冷剂或多或少的存在着一些不足的地方。在这样一个特殊的背景下,环亚AG研发了东岳清华三号A作为R22的长期替代物。
  目前,清华三号A已经批量的用在家用的空调器上。比较于国外的两种R22长期替代品,清华三号A有明显的优势:第一,从环保角度来看,这三种制冷剂都不破坏臭氧层,但是R410A和R407C与清华三号A相比,对温室效应的影响分别要增加60%和82%左右。第二,从节能的效果来看,根据美国国家标准研究所检验结果,R410A和R407C在各种压缩机内的能效比清华三号A都要低,前者降低7%左右,后者降低2%左右。第三,对于家用空调器来说,除了效率的高低,冷量的大小也是一个很重要的指标。三种制冷剂比较的话,R407C的冷量要比东岳清华三号A的冷量要小6%左右,R410A的冷量比东岳清华三号A的冷量大一些,但其压缩机要进行专门的生产配套,给推广应用带来很多阻碍。第四个方面从压缩机工作的条件来看,压缩机在空调里起心脏的作用,它的寿命长短就决定了空调器的寿命。影响压缩机寿命的一个主要指标是压缩机的排气压力,在三种制冷剂里清华三号A制冷剂与R407C的排气压力基本是相当的,而R410A的排气压力比清华三号A高38%甚至更高。假如改用R410A作为制冷剂来替代R22的话,它不但压缩机要重新生产制造而且因为压力会达到几十公斤,制冷设备内的管路也要重新设计。第五,从空调器充罐的量来看,清化三号A在达到同样制冷效果的前提下充罐的量最少,R410A的充罐量比清华三号A高12%,R407C的充罐量则要增加15%左右。最后一点从价格的优势来看,因为清华三号A在国内能够生产,价位要比R410A和R407C合理。也就是说使用清华三号A制冷剂,在同样一台空调器里面充罐的制冷剂的量最少、价位要低,也就使得空调的成本下降。
    对于这几方面的优势,中海菱达压缩机有限公司在2000年对东岳清华三号A进行了一系列的实验和检测,他们做了压缩机在充有R22和清华三号A的性能、寿命等实验比较后得出,包括制冷量、能效比等指标在内,使用东岳清华三号A的压缩机的效果都比用R22的要好。同时菱达公司也做了R22和R407C的对比,对比的结果R407C的冷量要比R22的小,效率也比R22低。也就是说通过实验证明了清华三号A制冷量和工作效率不但要比R22高而且要比R407C要高。当时菱达为了考验清华三号A制冷剂使用以后对于空调的压缩机到底能不能连续的稳定运行,专门进行了压缩机的寿命实验,从实验结果是无论从制冷量、功率还是性能比上在实验前后都是相当的。也就是说采用清华三号A的压缩机具有良好的适用性。从去年开始,国内有很多大的空调企业都利用自己先进的实验设备对清华三号A与R407C进行了对比实验,结果都显示使用清华三号A比使用R407C在各项指标上都有优势。澳柯玛公司还在国内首次开发了使用清华三号A制冷剂的空调,并成为澳柯玛集团的亮点产品,还获得了中华环境基金会授予的绿色产品称号。
     记者:清华三号A制冷剂除了在空调制冷上的应用开发,是否在其他制冷行业也有发展前景?
  朱明善:有,当然有。比如在国内首次成功研发了离心式冷水机组氟利昂R12的长期替代物,并命名为LXR2A,也就是离心式冷水机组的制冷剂。之所以要研发这种制冷剂,是因为离心式冷水机组跟一般的冷水设备相比有它的特殊规律。举例来说,美国在禁用氟利昂R12以前有八万台CFC的离心式冷水机组,在1996年以后按照规定要淘汰直到禁止使用CFC的离心式冷水机组。但是由于到目前为止没有找到合适的制冷剂,截止到2001年1月1日的统计,美国还有36000多台离心式冷水机组在使用CFC这种应该被淘汰的制冷剂。
  同样在我国由于大型的宾馆、商场的快速发展,也有大量的CFC的离心式冷水机组在运行。离心式冷水机组的制冷剂只要求有可控性,所以LXR2A就是专门对此研发的种离心式制冷剂。这种制冷剂到目前为止是国内唯一成功得到检验和应用的离心式用制冷剂。
  记者:LXR2A离心式用制冷剂在使用上,比起其他产品有那些优势呢?
  朱明善:LXR2A离心式用制冷剂的优点有很多:首先,它的环保性能比较好。从环保角度看它的ODP是零,即对臭氧层没有破坏作用,同时它的温室效应要比R12低了三倍。其次,它有着非常方便的使用性能,可以直接冲罐,不用改动原系统。第三,用了这种制冷剂后,离心式冷水机组运行的参数与用氟利昂R22制冷剂基本相当。也正是由于这三方面的优势,江西大亚湾核电站从去年八月开始了制冷剂的置换工作,改用LXR2A,在经受了江西最高气温的考验后,从它的使用报告上看制冷机组连续工作正常稳定,性能也比原来使用R12要好。同时还邀请了权威的检测机构从研究所到大大亚湾现场都进行了检测,检测报告结果显示新开发的制冷剂的冷量要比原来R12的冷量增加了150千瓦,径流、耗电反而减少了。
    记者:感谢您接受环亚AG的采访。

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