欧盟汽车空调指令对汽车企业的影响分析

欧盟汽车空调指令2006/40/EC要求汽车空调制冷剂GWP值≤150,目前,广泛使用的R134a制冷剂的GWP值为1300,因此,R134a逐渐会被禁用,新型制冷剂HFO-1234yf逐步被推广,取代R134a.重点研究了两种制冷剂的性能差异,替代趋势,及空调指令在欧盟的执行情况,以及国内自主汽车企业的应对措施.     

制冷零部件、元器件及材料

<正>美国将禁止R134a制冷剂用于冷水机组据国外媒体报道,近期在华盛顿举行的一次会议上,美国环境保护署(EPA)正在考虑其SNAP法规的修订问题,禁用R134a也是其中之一。7月,EPA公布了一批不能继续使用的高GWP值制冷剂,明确提出自2017年1月1日起禁止它们在某些终端产品中使用,这同时也践行     

EPA发布新规,修改部分制冷剂禁用时限

<正>美国环境保护署(简称EPA)7月2日发布新法规,修订了SNAP(重大新替代政策,全称为Significant New Alternatives Policy)项目替代品清单状态,其中对制冷空调行业所用制冷剂的部分禁用时限相比欧盟F-Gas法规更为紧迫。该法规规定,对于食品零售制冷行业,自2019年1月1日起,不得将R134a、R404A等制冷剂用于全新的压缩机中制冷量低于2 200 Btu/h(644W)且不含满液式蒸发器的独立运行中温设备;2020年1月1日起,不得将R134a、R404A等制冷剂用于全新的压缩机中制冷量不低于2 200     

HFO-1234yf——新一代汽车空调制冷剂

介绍一种新型的应用于汽车空调系统的制冷剂HFO-1234yf。该制冷剂的典型特点是具有很低的全球变暖潜值（GWP=4）,且对于使用R134a制冷剂的汽车空调系统是一种潜在的且经济的直接替代方案。汽车空凋台架测试和实车性能试验的结果表明,直接充注HFO-1234yf制冷剂后,系统制冷量和COP与原R134a系统偏差均在5％左右。关于材料相容性方面,均可以直接使用POE和PAG润滑油,与橡胶的兼容性及软管密封性方面未见不良反应。危险性试验评估结果显示,该制冷剂为低毒性,且毒性低于R134a;实车泄漏试验测试表明,制冷剂泄漏时,遇到明火不会导致燃烧加剧。     

新型制冷剂HFO-1234yf/R134a/DME的理论与试验研究

提出一种在汽车空调应用中替代R134a的新型制冷剂HFO-1234yf/R134a/DME。利用数据库REFPROP 9.0,通过自行编制的软件对该制冷剂的热力学性能和循环性能进行理论分析,并在电量热器制冷剂循环性能测试装置上,对R134a和HFO-234yf/R134a/DME进行试验研究。理论与试验研究发现,新型制冷剂的制冷量比R134a略小,循环性能系数(COP)也略低,而排气温度比R134a低12℃左右。该新型制冷剂具有替代R134a的潜在可行性。     

R1234yf热泵技术综述与潜力分析

为了满足逐步严苛的环保法规要求,R1234yf成为车用热泵制冷剂R134a的热门替代制冷剂之一。本文对R1234yf热泵技术的研究进行了综述与分析,其GWP<1,各方面性质均符合车用热泵系统的工作需求。在传热效果上,R1234yf的沸腾传热性能略优于R134a,且冷凝过程压降比R134a低5%～10%,优于R134a系统。在诸多R1234yf和R134a系统的仿真和实验研究中,R1234yf热泵性能略低于R134a,但可以通过优化零部件、强化补气、改善工况等方式使其与R134a十分接近甚至超越。R1234yf低压饱和压力比R134a高约15%,可以适配更高的压缩机转速,低温下制热性能比R134a更好,且较低的压缩机排气温度使系统工作更为稳定,强化补气的效果也优于R134a。因此,R1234yf在车用热泵中具有较好的工作性能和发展前景,可以作为R134a的替代制冷剂。     

HFC134a在离心式冷水机组中的应用

在空调用离心式冷水机组中,制冷剂一般采用 R11和 R12为最多。这两种氟里昂对大气臭氧层的危害最大,是《蒙特利尔协议》限制和禁用的主要品种,该协议规定从2000年起全面禁止生产和使用。目前各国的有关专家都在致力于寻找其替代物,一些工业发达国家经过研究试验已经找到了两种在热力学指标方面较为理想的替代品,并已有少量产品供应,这两种制冷剂即 HFC134a 和 HCFC123。     

电动汽车热泵空调系统低温制热性能及优化

热泵空调系统在满足电动汽车冬季供暖需求方面发挥了重要作用。本文采用新型低GWP值的R1234yf为制冷剂,对电动汽车热泵空调系统在-20～7℃环境下的低温制热性能进行了测试,对电动汽车冬季热负荷进行标定,并且与制冷剂R134a进行了对比,研究了系统制冷剂充注量、制热量、COP和排气温度的变化,同时对系统各部件?损失进行了分析计算并根据结果确定系统优化方向。结果表明:该系统最佳制冷剂充注量为1 406 g,制热量与COP在大部分工况下达到2 k W与1.8以上,能够满足低温制热需求; R1234yf直接替代R134a时,系统制热量与COP比R134a系统低7.1%与6.6%,系统的排气温度比R134a平均低5.3℃,系统工作更稳定可靠;热泵空调系统内冷凝器与压缩机的?损失占系统总?损的80%以上,是重点优化方向;增大内部冷凝器换热面积、增大风量、提高压缩机转速可显著提升R1234yf系统制热性能,使之与R134a系统的制热性能相比大约相等或者更高。     

环丙烷热力性能的理论分析与实验研究

通过对RC270、R600a及R134a三种制冷剂热力性能的理论研究,对比分析表明RC270的单位容积制冷量比R600a大144.5%,比R134a大33.8%,其性能系数COP比R600a高出5.9%,比R134a高出9.7%;同时,针对家用冷藏冷冻箱BCD-228,根据国家标准的相关要求,对家用冷藏冷冻箱分别使用RC270、R134a两种制冷剂的制冷循环性能进行了实验研究,实验结果表明,RC270比R134a节能4.7%,能效指数降低2.9%,研究结果对RC270新型制冷剂推广应用具有一定的参考价值。     

基于氨工质的新型电动汽车空调系统性能研究

R134a制冷剂的GWP值较高,即将被淘汰,但采用何种制冷剂来替代R134a却还未明确。鉴于此,提出将氨这种天然制冷剂应用到电动汽车空调上,作为R134a的替代制冷剂,并对研究设计的氨工质电动汽车空调系统做了性能研究,研究表明:氨工质电动汽车空调系统理论COP随蒸发温度、过冷度的升高而增大,随冷凝温度、过热度的升高而降低;研究设计的氨工质电动汽车空调系统理论COP为4.09,与R1234yf理论COP相当,但经二次回路设计后氨比R1234yf安全可靠;相较于R152a,氨的GWP值更低,环保性更好;相较于CO2,氨的COP更高,节能性更好。     

离心式冷水机组制冷剂选择的探讨

阐述了离心式冷水机组的两种替代制冷剂HFC134a和HCFC123的性能,综合比较了这两种制冷剂的安全性、效率和其它一些因素。从安全性能来讲,HFC134a占有优势;在效率方面,HCFC123略高于HFC134a;由于HCFC123的ODP不为零,根据蒙特利尔议定书这一强制性条约,它将限制禁用;同时京都议定书也要求限制HFCs的排放量。最后文中结合了中国国情对HCFC123的使用进行了风险分析,认为就目前而言,HFC134a应当成为替代剂的主流。     

汽车空调系统工质替代研究现状及未来

提出了汽车空调工质替代原则,指出制冷剂R134a已成为汽车空调的主流替代工质,但R134a只能作为过渡性替代物,最终将使用自然工质作为制冷剂。同时,讨论了采用自然工质作为制冷剂的其它循环方式,认为固体吸附式制冷系统是一种有潜力的汽车空调制冷系统。     

R22替代工质回热循环的性能分析

R22的替代工质的制冷性能通常比R22差，采用回热循环是改善循环性能的一种方法，但是增加回热器会带来成本的增加，而且不同的制冷剂在回热循环中的COP及容积制冷量的变化也是不同的。针对上述问题，分析回热循环的特性和6种制冷剂（R290，R1270，R134a／R1270（0．45／0．55），R134a／R290（0．6／0．4），R407C和R410A）在回热循环中的容积制冷量和COP的变化特点。研究结果表明，R134a,／R1270，R290和R134a／R290系统使用回热器后，性能改善较大，R410A系统只有在高冷凝温度、高过热度时才有必要使用回热器，其余替代工质系统使用回热器，其系统性能改善不明显。     

新一代制冷剂HFO-1234yf的热物性模型

基于Peng-Robinson通用状态方程,采用基团贡献原理以及多项式拟合方法,建立了符合精度要求的新型LGWP制冷剂HFO-1234yf的热物性模型,并对模型进行了验证,利用数学软件对模型进行编程求解,得到了较为全面的HFO-1234yf制冷剂的热物性数据。将HFO-1234yf制冷剂与R134a及R417A制冷剂的热物性能进行了对比,结果显示HFO-1234yf的饱和蒸汽压力与定压比热容和R134a的表现相似,二者的饱和蒸气压均低于R417A,HFO-1234yf制冷剂与R134a和R417A相比,其饱和状态焓值较低,这将导致HFO-1234y系统运行时的性能系数不高。该模型能为HFO-1234yf制冷剂在汽车空调以及固定式空调制冷设备上的应用提供理论依据。     

R134a/R600a混合制冷剂应用于大型空气源热泵的性能研究

R134a作为当前主要的R22替代制冷剂,在应用于空气源冷水(热泵)机组,尤其是在热泵运行时会出现能效降低、容易结霜等问题。本研究尝试在R134a的大型螺杆式空气源热泵机组中混合少量R600a来改善机组性能。通过对混合制冷剂物性计算、理论循环性能计算和机组试验,表明添加R600a后的混合制冷剂能显著改善热泵机组的运行性能,并有效提高机组运行可靠性。同时,虽然R600a具有可燃性,但是对于运行时置于室外,介质为水且添加比例不高的空气源热泵机组,这是一个简单、安全、可行的改进方案。     

低GWP替代制冷剂R452B和R513A研究

本文列举了制冷及热泵系统市场主流制冷剂R410A和R134a及其低GWP环保替代制冷剂R452B和R513A的特性参数。并基于压缩机测试结果,对比分析了主流制冷剂及其替代制冷剂在压缩机设计不变更前提下质量流量、制冷量、功率及制冷效率这些主要参数的变化趋势。最后得出结论:R452B和R513A作为替代R410A和R134a的低GWP制冷剂,在压缩机及系统不变更或少变更的情况下,可以满足客户的需求。     

新一代制冷剂HFO-1234yf的热物性模型

基于Peng-Robinson通用状态方程,采用基团贡献原理以及多项式拟合方法,建立了符合精度要求的新型LGWP制冷剂HFO-1234yf的热物性模型,并对模型进行了验证,利用数学软件对模型进行编程求解,得到了较为全面的HFO-1234yf制冷剂的热物性数据.将HFO-1234yf制冷剂与R134a及R417A制冷剂的热物性能进行了对比,结果显示HFO-1234yf的饱和蒸汽压力与定压比热容和R134a的表现相似,二者的饱和蒸气压均低于R417A,HFO-1234yf制冷剂与R134a和R417A相比,其饱和状态焓值较低,这将导致HFO-1234y系统运行时的性能系数不高.该模型能为HFO-1234yf制冷剂在汽车空调以及固定式空调制冷设备上的应用提供理论依据.     

制冷剂使用情况概览

综观及有关法例 表一为各类制冷剂综观,除再造类别外,CFC制冷剂(R12、R502及其他)已按照蒙特利尔草约淘汰。 根据修订后的蒙特利尔草约,HCFC制冷剂亦须逐步淘汰。丹麦法律规定,自2000年1月1日起,新的商业及工业设施均不准使用HCFC制冷剂,而现有住宅及工商设施则自2002年1月1日起全面禁用。按照欧洲联盟指令,对家用冰箱和冰柜、汽车空调系统及公共交通工具使用HCFC制冷剂之首项禁令,将自1996年1月1日起生效。     

R134a与R410A在空调工况下的性能比较

传统制冷剂R22的替代已是大势所趋.本文着重对R22的替代制冷剂R134a与R410A的传热、阻力压降特性进行实验比较研究,认为R410A在传热、阻力压降特性方面比R134a优良,作为R22的替代制冷剂,R410A应比R134a更有竞争力.     

三氟甲醚作为汽车空调制冷剂的性能研究

对三氟甲醚（HFE143a）用作汽车空调制冷剂的性能与现有汽车空调制冷剂R134a进行了对比。首先比较了三氟甲醚和R134a的基础热力性质,然后对三氟甲醚和R134a的汽车空调标准工况和变工况下制冷循环性能进行了详细的理论计算及分析。分析表明：三氟甲醚的制冷性能与R134a基本相似,而性能系数（COP）却优于R134a。因此,更具环保优势的三氟甲醚是一种理想的潜在汽车空调制冷剂。