早些年,氨事故频发,一刀切还是弹性化引发了一波大讨论;2021年中国签署《基加利修正案》,三代制冷剂命运被定,哪种四代制冷剂可敢当大任,又引发了广泛的关注……
在冷冻冷藏行业,“制冷剂”好像自带热搜体质,选择、替换、淘汰等永远是热门话题,一有风吹草动,制冷人草木皆兵。追其原因,还是因为制冷人想穿透迷茫,打破犹豫,尽快寻找到一个费用低廉、技术便捷等替代品。
本期《制冷商情》杂志特邀霍尼韦尔氟产品亚太区市场总监曹霞女士和首席技术刘焘先生为大家答疑解惑。
目前我国冷库主要采用两种制冷剂:氨制冷剂和氟制冷剂。
氨制冷剂优势:价格便宜、能效高;缺点:易燃易爆、有毒性,对设计、维保、管理要求高,操作稍有不慎,或设计存漏洞,有可能发生安全事故,危机人的生命。目前,我国多个省份明令禁止使用氨制冷剂,即便是个别省份可使用,审批也非常严格
冷库近些年采用的氟制冷剂以R404A、R507A、R22为主。“R22早已被国家列入HCFCs消减名单,目前很多新建冷库都在规避使用R22。而作为强效温室气体HFCs相关的R404A与R507A,虽然臭氧消耗潜值(ODP)为0,但全球变暖潜值(GWP)接近4000,依然很高, 随着我国去年签署《基加利修正案》,第三代制冷剂R404A与R507A也将逐步进入加速淘汰期。 ” 霍尼韦尔氟产品亚太区市场总监曹霞女士介绍,相关单位多次明确指出,希望淘汰制冷剂的时候多考虑 GWP带来的直接排放,以及能耗带来的间接排放问题。我国现存了的大量高能耗冷库,在“双碳”背景下,冷冻冷藏行业需要一款既环保又节能的制冷剂。
对大部分国家和区域来说,GWP小于1500是首先需要满足的条件。
数年前,很多企业开始对 R404A等替代冷媒做了各式各样的研发尝试,研发的一大目标,便是使其GWP值下降到 1500以下,同时可保持其不可燃性——在ASHRAE(美国暖通、制冷与空调工程学会)的安全等级分类为A1。
作为霍尼韦尔引领开发的第四代制冷氢氟烯烃(HFOs)Solstice?系列解决方案之一, R448A具有低全球变暖潜值、低毒性、不可燃的特点,ODP值为0,GWP仅为1273,远低于R404A和R507A,成为制冷客户中长期的优选替代方案。
霍尼韦尔氟产品亚太区市场总监曹霞女士介绍:“在全球有超过6万家超市门店使用 R448A。2016年霍尼韦尔把该制冷剂引进到中国,经商超和冷冻冷藏企业多年甄别、使用、研究、推广,目前已获得业内的广泛认可。中国已有超过 100 多家超市门店使用,如大润发;冷库领域,如北京环球影城中央厨房的冷库、上海国药疫苗冷库等也已经率先使用。随着霍尼韦尔实现本地化生产,以及提供多样包装,现在全国经销商网络都有备货。”
无论是用哪种制冷剂做替代品,客户考虑的一个重要问题就是节能和费用。毕竟冷冻冷藏设备使用时间长,更新费用昂贵,对于很多厂家来说,只谈制冷剂替换不谈综合成本,就像何不食肉糜。
霍尼韦尔首席技术刘焘先生重点强调: “R448A安全性很高,等级为A1;环保性能突出,R404A、R507A的GWP值高达4000,R448A的GWP值仅有1273,相当于削减了67%的直接碳排放,而在中温或者低温运行中,还能够提供5%到16%的节能。 国内诸多案例证明,投资回报小于3年,符合中国客户对环保产品的预期。”
据了解,2021年,霍尼韦尔与华商国际(原国内贸易工程设计研究院)携手,开展了R448A替换R404A和R507A在冷库应用的可行性研究、以及在实际冷库中运行的性能对比分析研究。
该研究选择了不同冷藏温度、不同库容、不同冷凝方式、不同地区进行R448A与R404A的对照分析,结论显示,在单机头压缩机COP值、制冷剂质量流量、制冷剂单位质量制冷量、制冷系统制冷剂充注量比、制冷系统运行能耗比等方面,节能减排效果均优于R404A(R507A结论相同,因为其性能与R404A类似),综合中低温应用,节能效率约为5%~16%,直接带来的CO?排放量每年可减少72%,间接的CO?排放量年减少1%~6%,且用户可在3年内收回投资回报。该研究显示了R448A是冷链物流行业的理想选择,为冷冻冷藏行业制冷剂的技术替代给出了重要的理论依据。
之后的实际冷库运行的性能对比分析研究在福州市长乐区的菜鸟园区冷库项目进行。此菜鸟园区冷库项目包含冷却物冷藏库与冻结物冷藏库,均配有两套制冷系统,一套为R448A系统,一套为R507A系统(与R404A参数类似)。实际项目结论显示,对于库容量为1500m3 的冷却物冷藏库、冻结物冷藏库而言:
(1)R448A 较 R507A 系统机组日耗电量降低百分比平均值分别为 16.0%、10.6%;
(2)R448A 较 R507A 系统全生命周期(10 年)碳排放量减少 24%;
(3)R448A 较 R507A 系统初投资回报期仅为 0.4 年。?
除了节能问题外,替代技术难易也是决定R448A能否被客户快速接受的关键一步。
“替代技术非常简单,不存在难点。”
霍尼韦尔首席技术刘焘先生从设备厂(新开发、旧设备切换)和工程现场操作两个维度进行分析。
对设备厂而言,新开发一套采用R448A制冷剂的系统难度很低,因为针对 R448A制冷剂所配套的核心部件,像压缩机、换热器、阀件等一系列产品非常成熟,部件厂家,乃至整个产业链都做好了准备。与此同时,对比R448A、R404A、R507A的性能,两个系统所需的技术非常匹配,这意味着切换成本大大降低。此外,霍尼韦尔针对 R448A新造设备以及改造设备,还提供了丰富的指南和免费线上培训,以及投资回报率计算工具,帮助客户、工程商理解、掌握冷媒替代和后续问题。对于客户的R448A改造或新建项目,无论有任何困难或者疑惑,富有经验的霍尼韦尔工程师团队也会提供即时的、手把手的远程指导或现场服务。
针对现场改造和施工,霍尼韦尔提供了完整的技术方案、技术咨询、线上培训、线下培训。霍尼韦尔首席技术刘焘先生认为,现场主要有三方面需要做调整:第一、低温冷冻吸排气压力差别较大,排气温度有所增高,这就需要额外增加喷液冷却,目前所有的压缩机厂家都有配套产品;第二、R448A相比以前的产品,流量减小了25%,如果新建机组,则需改小的管径和节流部件,如果是改造项目,只需要对膨胀阀的过热度参数进行调校;第三、由于R448A与R404A、R507A相比,整体压力不同,系统在运行过程中的排吸压力需要重新调整。
整体来看,R448A与现有技术方案有极高的匹配性,对于原本使用R404A或R507A的用户而言,R448A工程改造只需要调整设置对应参数,而不需要进行零配件设备的改变。
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