发展前景-国内外大中型冷库制冷剂的现状和发展动向.kdh

2007年5月国家环境保护总局、国家发展和改 革委员会、商务部、海关总署和国家质检总局联 合发布了“环函 [2007]200 号”文件 —— 《关于禁 止生产、销售、进出口以氯氟烃( CFCs )物质为制 冷剂、发泡剂的家用电器产品的公告》。文件规 定，自 2007 年 7 月 1 日起，任何企业不得生产氯氟 烃( CFCs )；自 2007 年 9 月 1 日起，任何企业(包括 生产企业以及经销商和零售商)不得销售以氯氟烃 为制冷剂、发泡剂的家用电器产品；从2007年9月 1日起，禁止进口、出口以氯氟烃物质为制冷剂、 发泡剂的家用电器产品和以氯氟烃为制冷工质的家 用电器产品用压缩机。文件规定的CFCs包括R11、 R12、R113等。因此，个别还采用R12的冷库无疑 将更换制冷剂。
作者联系方式：E-mail: jyzhang@jmu.edu.cn
收稿日期：2008年10月30日
51
第 30卷 第 4期 2009年 8月
Journal of Refrigeration
制冷学报
wenku.baidu.com
Vol.30,No.4 August. 2009
碳制冷剂。采用的卤化碳制冷剂包括R12、R22、 R502、R507、R404A。
1 国外冷库制冷剂的现状
1.1 美国
制冷剂的选用不仅关系到操作维护、制冷性 能，而且关系到制冷装置运行的能耗。作者曾在 1999年对美国公用冷库采用的制冷剂进行了问卷调 查[1]。被调查的部分冷库有一个以上的系统，共计 67个系统的制冷剂使用现状列于表1。又根据国际 冷藏库协会 IARW 成员目录(International Directory of Public Refrigerated Warehouses )进行了统计。 在 1998 年的 IARW 目录的美国成员中，有 352 个冷 库列出了其选用的制冷剂，见表 1 。由表 1 可见， 问卷调查与 IARW 成员目录统计吻合良好。使用 氨( R717 )的冷库大约占 87% ，只有 13% 采用卤化
根据国内贸易工程设计研究院考察团 2005 年 对美国冷库的考察[2]，在美国冷库中氨仍然是一种 主要的制冷剂。尤其大型冷库基本均采用氨作为制 冷剂。同时，天然工质CO2已经在冷库制冷系统中 得到实际应用，采用CO2/NH3 复叠式制冷系统的大 型冷藏库已经开始实用，并运行良好。
遵照EN378 遵照 EN378 1000 mg/m3
第 30卷 第 4期 2009年 8月
国内外大中型冷库制冷剂的现状和发展动向
Vol.30,No.4 August. 2009
是确实存在的。为了预防这一点，氨制冷设备的维 护和监督都应该由能够胜任的专门人员进行。应提 倡对新的氨系统采用更多的安全控制。 目前对氨制冷剂的重点研究目标，采取各种 措施，努力减少制冷装置中氨的充灌量。 ECSLA 成员们认为关于氨的法规应该协调一致，尤其是在 以下两点： 1)对采用氨的装置的安全距离的要求； 2)对新装置的限制政策。
1.2 欧洲
1.2.1 欧洲冷藏库与物流协会与制冷剂现状 欧洲冷藏库与物流协会(European Cold Storage and Logistics Association，简称ECSLA)成员的冷库 总容量[3]接近45,000,000m3。ECSLA的任务是在欧 洲和国际机构的水平上，代表冷加工业的利益，致 力于产业竞争、食品质量和安全、消费者保护及环 境协调的规范和发展。 目前， ECSLA 的常设秘书处由来自欧盟各地 的专家，委员会小组及专家小组组成。委员会和专 家小组的工作围绕着以下四个主题： 1)食品和饲料安全； 2)环境； 3)能源； 4)冷藏运输和物流。 2006 年， ECSLA 秘书处在其成员中组织了一 次调研，调查欧盟成员中制冷剂应用的现状和趋 势。调研数据包括来自冻结食品工业，尤其是来自 公用冷藏库的客户。表2为调查结果[3]。
1.3 其它
根据联合国环境规划署 2006 年的研究报告等 文献 [4-5]，从长远的观点看，非压缩式制冷的重要 性可能上升。但压缩式制冷将仍然是最重要的制 冷方式。从中期观点看，压缩式制冷 / 空调领域的 重要制冷剂只有五组：氨；二氧化碳；碳氢化合 物及其混合物；氢氟烃 [ 包括 HFCs ， HFC 混合物 (代号 400 和 500 系列的制冷剂)，氢氟醚类化合物 (HFEs)]；水。 国际制冷学会最新的文献 [6] 提出：在蒸发温 度-35℃以上，氨制冷剂的热力性质是所有制冷剂 中最佳的，即在蒸发温度-35℃以上，采用氨制冷 剂运行能耗最低。在蒸发温度-35℃以下的低温， CO2与氨复叠系统的能耗和一次投资都具有优势。
第 30卷 第 4期 2009年 8月
国内外大中型冷库制冷剂的现状和发展动向
Vol.30,No.4 August. 2009
文章编号：0253-4339(2009)04-0051-07 DOI编码：10.3969/j.issn. 0253-4339. 2009. 04. 051
国内外大中型冷库制冷剂的现状和发展动向
表1 美国公用冷库采用的制冷剂 Tab. 1 Refrigerants for public refrigerated warehouses in United States 厂数 问卷反馈 1998 IARW目录 67 352 R717/% 86.6 87 氟利昂� /% 13.4 13
1.2.2 欧盟关于氨制冷剂的相关政策 关于氨制冷剂欧盟并没有统一规范。一些国 家非常严格(法国和荷兰)，为了对比并简单了解， 法国、荷兰和意大利的情况如表3所示：
张建一1 徐 颖1, 2
(1 集美大学机械工程学院 厦门 361021；2 上海海洋大学食品学院 上海 201306) 摘 要 根据对国内外大中型冷库制冷剂使用情况的调研，分析了大中型冷库制冷剂的现状。根据国际上最新的文献，评 论了冷库制冷剂应用的发展新动向。结果表明：在国内外大中型冷库中，目前采用氨制冷剂是主流，今后氨仍然将是主要 制冷剂。在蒸发温度-35℃以上，压缩式制冷采用氨制冷剂是最节能的。采用氨制冷剂的关键问题是安全问题。在制冷剂 的发展动向中，CO2 系统成为新一代制冷剂关注的重点，CO2/ NH3 复叠式制冷系统具有较大的发展潜力。在间接制冷系统 中，采用氨水替代乙二醇作为载冷剂，可以使系统能耗明显降低。 关键词 热工学；制冷剂；冷库 中图分类号：TB61+2；TB657.1 文献标识码：A
注：欧洲标准EN378-2007全称为：制冷系统和热泵-安全 和环境要求
由于氨作为制冷剂缺乏统一的规范，造成了 在欧盟内冷藏库和食品投资商不公平竞争。采用氨 作为制冷剂时，有可能受到法规的限制。一些地区 关于氨的法令格外严格，因此，许多投资商会宁可 选择HFC(含氢碳氟化物)系统，因为它比较简单， 也不那么昂贵。目前，关于HCFC(含氢氟氯化碳) 和HFC的规范，在加拿大和京都议定书后，有两项 欧盟的规范已生效： 1)2000年的规范，欧盟EC2037-2000法规：关 于消耗臭氧的物质； 2)2006年的规范，欧盟EC842-2006法规：关 于氟化氢气体。 欧盟EC842-2006法规的要点包括：含氟气体 的储存和使用、回收、报告制度、标记制度和审 查。即欧盟对于含氟气体(HCFC等)的淘汰已经提 上了日程，出台了更加严格的限制和淘汰氟化气体 的一些规章制度。 因为关于消耗臭氧物质的法律(欧盟 EC2037-2000)规定，在2015年禁用HCFCs(最终期 限可能提前至2012年)，应用HCFCs的冷藏库必须 尽早规划制冷剂的更换问题。 ECSLA 认为氨既能 减少能耗又是一种天然制冷剂。氨的使用对环境无 害：GWP=0并且ODP=0，能耗比极好。应该加强 宣传，阻止氨被划分为易爆物质从而不能直接用在 冷藏库中。 因此， ECSLA 提出：要给氨作为制冷剂的使 用提供便利。同时，氨的毒性和安全性对人的威胁
表2 欧洲冷藏库与物流协会成员使用制冷剂的情况(2006年) Tab.2 Refrigerants used in the ECSLA members (2006) 氨/% 法国 德国 荷兰 奥地利，比利时，丹麦， 希腊，爱尔兰，意大利， 葡萄牙，西班牙，英国 52 45 75 5 90 HCFC/% 45 3 75 8 HFC/% 10 22 20 2
自1987年蒙特利尔议定书签订以来, 20年来经 过世界各国的努力，对消耗臭氧层物质的控制和 淘汰取得了重大的成果。发达国家已经完成了CFC 的淘汰，进入HCFC淘汰阶段。发展中国家包括我 国对CFC的淘汰也接近完成。在替代制冷剂中，应 用比较多的HFC有R134a、R404A、R507a、R407C 和R410A等。这些替代制冷剂被称为“环保工 质”、“绿色工质”等。但是，它们的全球变暖潜 能值GWP高达1300~3800，属于温室效应气体。根 据《京都议定书》 ，又面临淘汰。因此，人们重新 将目光转向对地球生态系统无害的氨、二氧化碳等 自然工质。这里综合国内外的报道，对冷库制冷剂 的应用和新动向进行分析探讨。
Abstract The new development on the application of refrigerants in large and medium-size refrigerated warehouses is discussed and analyzed on the basis of recent literature. The results show that NH3 has been applied in most of the existing large and medium-size refrigerated warehouses. The compression refrigeration with NH3 has the highest energy efficiency when the evaporation temperature is above -35℃. Safety measures must be employed when NH3 is used. It is likely that CO2 may be one of the new generation of refrigerants and the cascade system with CO2/ NH3 has great potential for the application in refrigerated warehouses. The energy consumption of the refrigerating system can decrease clearly when ammonia-water is adopted to be a secondary refrigerant instead of glycol. Keywords Pyrology; Refrigerant; Refrigerated warehouses
表3 几个典型国家关于氨制冷剂的规范 Tab. 3 Legislation on ammonia in several typical countries 国家 氨充注量 界限/kg 150-1500 法国 ＞1500 荷兰 意大利 ＜3500 ＜3500 ＜75 安全距离 氨装置与工 厂边界线之 间50m m 根据危险分 析决定 0m 35 m 动力线外30m m 遵照EN378 探测灵敏 度要求 技术与人 员要求
Development on Refrigerants Used in Large and Medium-size Refrigerated Warehouses
Zhang Jianyi 1 Xu Ying 1, 2
(1.College of Mechanical Engineering, Jimei University, Xiamen, 361021, China; 2.College of Food Science, Shanghai Ocean University, Shanghai, 201306, China)