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汽車空調製冷劑的應用現狀及發展趨勢

汽車空調製冷劑的應用現狀及發展趨勢

作者:admin    來源:未知    發布時間:2018-11-15    瀏覽量:

目前,由氣候變暖引起的氣候變化和臭氧空洞已成為全球性的環境問題。因此,在汽車空調製冷劑替代研究的過程中,應加強生態環境保護意識,不僅要看到眼前的利益,而且要看到眼前的利益。注重生態環境與人類的協調與可持續發展。
    
     製冷劑是製冷過程中的製冷劑循環,鹵代烴製冷劑主要用於空調製冷,其中無氫原子稱為氯氟烴(CFC),含氫原子稱為氫氯氟烴(HCFC),無氯原子被稱為氫氟烴(HFC),空調製冷劑對大氣環境有兩個主要影響:一是大氣臭氧層的破壞,二是全球變暖的溫室效應。
    
     在鹵代烴中,隨著氯原子的增加,CFC對臭氧層的破壞更為嚴重。因此,HCFC對臭氧層的破壞最為嚴重,HCFC對臭氧層的破壞較小,而HFC對臭氧層的破壞較小,製冷劑對臭氧層的破壞程度用臭氧深度電位(ODP)表示。
    
     製冷劑排放對全球變暖具有溫室效應,用全球變暖潛勢(GWP)表示。
    
    
    
     在蒙特利爾協議簽署之前,大多數汽車空調係統使用CFCl2作為製冷劑,CFCl2是一種理想的製冷劑。其沸點和摩爾質量分別為-27.79C和120.93 kg/kMOL,但其ODP值較高。根據蒙特利爾協議,CFC12是一種一流的禁用製冷劑。
    
     為了尋找新的製冷劑替代CFC,空調行業進行了廣泛的研究,並努力尋找新的零ODP值的製冷劑,在這些研究中,杜邦公司開發的製冷劑HFC134a已成功地應用於製冷行業。製冷劑HFC134a的主要特點是不含氯原子,安全性能好,物理性能接近CFC12,因此易於對製冷係統進行改造,傳熱性能優於CFCl2和am。HFC134a和CFC12具有相似的蒸發壓力,ODP值為零,GWP值僅為0.29,無明顯毒性(長期慢性毒性試驗仍在進行中)。下表列出了汽車空調常用的製冷劑的ODP值、GWP值和壽命。
    
     HFC134a與現有礦物的製冷劑油不兼容,必須尋找新的壓縮機油,通過反複試驗和篩選,研製出兩種HFC134a熔化油。它們的代碼是PAG和POI,而PAG油被廣泛使用,但是仍然存在一些問題:吸濕能力高,容易使冷卻係統節流元件(毛細管或膨脹閥)產生抗冰性,因此有必要增加幹燥劑i的量。在高溫下,HFC134a的溶解度降低,甚至不溶。因此,應特別注意改善係統的冷凝條件,以免使冷凝溫度過高;城市比礦物油稍差,對製冷係統中現有的橡膠密封件有滲透或腐蝕作用,不僅涉及橡膠密封件,而且涉及製冷劑輸送軟管,價格比現有製冷油高4-5倍。汽車空調製冷係統設計應作如下改進:製冷壓縮機的容積不變,可維持原有模型,但所有橡膠密封件必須用HNBR材料代替;冷凝器(含液體)的設計需要對蓄熱式幹燥機進行改造,以提高散熱能力,吸收油中的製冷劑和水。蒸發器的容量;蒸發器的原始結構可以保持不變;熱膨脹閥必須增加原始節流閥的阻尼值。元件,因此節流孔應減少,密封件材料應更換,如HFC134a型所示;在製冷劑管道(包括軟管和接頭)中,應更換接頭的密封件材料,並更換軟管。采用PAG油橡膠襯裏含尼龍層的I層複合結構,提高了耐滲透性。
    
     目前,HFC134a已商業化,廣泛應用於製冷空調,特別是汽車空調。這是由於HFC134a的特性。其次,通過選擇單一製冷劑,可以避免製冷劑通過時的成分。H型橡膠軟管。目前,世界範圍內生產的HFC134A製冷劑中有50%用於汽車空調。由於汽車空調的特殊工況,海上製冷劑通常每兩年添加一次。
    
     2006年,我國新車HFC134a的消耗量約為6550噸,維修消耗量約為2950噸,共計9500噸,同比增長25%,占HFC134a總消費量的56%。對製冷劑的需求是巨大的。
    
     根據歐盟通過的控製含氟溫室氣體法規的要求,從2017年1月1日起,歐盟將禁止在新生產的汽車空調中使用GWP值超過150的製冷劑。由於HFC134A的GWP值為1300,將被禁止。從2011年1月1日到2017年1月1日,禁止使用汽車空調。GWP值大於150的製冷劑將按比例淘汰;從2017年1月1日起,GWP值大於150的製冷劑將被禁止用於所有汽車空調。礦石、低GWP製冷劑在汽車空調中的應用已成為一種趨勢和必然,而CO2、烴類、HFC152a和一些可作為汽車空調製冷劑的混合物已成為研究的熱點。
    
     自2002年以來,美國霍尼韋爾公司開始研製HFC134a的混合物替代品,並開發了由四氟丙烯(CF3CF=CH2)和三氟碘甲烷(CF3l)組成的二元混合物,命名為Fluid H。ich具有不燃、滑移溫度低、與原HFC134a係統相容性好等特點,目前正進行毒性和係統穩定性試驗、壓縮機試驗、係統試驗和車身試驗。
    
     德爾福和通用汽車正在開發以HFC152a為製冷劑的汽車空調係統,根據其研究和試驗結果,HFC152a作為製冷劑用於汽車空調係統基本上不需要改變現有的管路部件並生產。以HFC134A為製冷劑的汽車空調係統生產線。與現有的HFC134a係統相比,該係統可以提供可觀的甚至更好的製冷效果,其性能係數更高。
    
     2003,在美國亞利桑那州菲尼克斯舉行的SAE新製冷劑研討會上,使用HFC152A的試驗車受到好評。
    
     此外,杜邦公司和伊諾斯公司已經宣布,他們正在開發HFC134a的替代品,HFC134a是一種滿足歐盟要求的汽車空調製冷劑。
    
     在國內,山東東嶽化工有限公司積極遵循國內外的發展趨勢。根據歐盟的要求,開發了一種替代HFC134a的汽車空調製冷劑DYRl。其ODP值為零,GWP值為115。與現有的以HFC134a為製冷劑的汽車空調係統相兼容,具有較好的節能效果,目前正在進行應用試驗和係統試驗。
    
     雖然上述企業對HFC134a汽車空調替代品進行了大量的研發和試驗工作,但如果這些替代品大規模生產和應用,還有許多方麵需要改進。預計HFC134a替代汽車空調仍將是近期的研究熱點之一。
    
     目前,作為製冷劑的烴類主要有丙烷(R290)、丁烷(R600)和異丁烷(R600a),其中R600a在歐洲和一些發展中國家已廣泛用於冰箱,符合《京都議定書》的要求,ODP=0,GWP=15,環境性能良好。R290與R600a混合工質具有成本低、運行壓力低、噪音低等特點,但易燃易爆,且具有一定的開發利用價值。
    
     氨已使用120年,至今仍在使用。其ODP=0和GWP=0具有優良的熱性能、低成本和易於檢漏。然而,氨是有毒易燃的,這應當引起注意,盡管一百多年的使用記錄表明氨的事故率。今後必須采取減少氨氣填充、采用螺杆壓縮機、引入板式換熱器等安全措施,但存在油溶性、與某些材料不相容、排氣溫度高等問題。可以。
    
     CO2是自然界中的天然物質,ODP=0,GWP=1。它來源廣泛,成本低,安全,無毒,不易燃,適用於各種潤滑油中常用的機械零件和材料,即使在高溫下也不會分解產生有害氣體。2蒸發量大,單位容積製冷量高,壓縮機及部件尺寸小,絕熱係數K=1.30,壓縮機壓力比2.5-3.0,比其他製冷係統低,容積效率iS相對較高,接近最優經濟水平,具有很大的發展潛力。
    
     自然製冷劑在車用空調中的使用主要是CO2製冷劑,CO2的冷卻性能已得到公認,但其穩定性受到質疑,不允許泄漏到車內影響CO2係統中的乘客。由於耗電量大,配件價格昂貴,不適合於經濟型轎車,這種係統的噪聲和振動也是急需解決的技術問題,而且不易維護。
    
     雖然國際社會對HFC134a的更換呼聲很高,但對國內市場影響不大。即使在歐美,製冷劑的替代也才剛剛開始,這是因為製冷劑從研發到正式應用有很長的一段時間。國內製冷劑行業一直受到大公司的專利保護。隻有通過自主研發,才能在市場上立於不敗之地。
    
     綜上所述,在環保與節能的雙重壓力下,發展綠色製冷劑是大勢所趨,由於製冷劑的商業化批量生產不理想,國內外研究人員仍在不斷探索,並已取得了一定的成果。雖然在某些領域取得了一些成就和突破,但新產品的不斷研發工作仍需繼續。
    
    

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