制冷劑回收、凈化、加注設(shè)備的特性及優(yōu)勢

◆文/山東 周愛芳

制冷劑回收、凈化、加注設(shè)備的特性及優(yōu)勢

◆文/山東 周愛芳

[編者按] 交通運輸部在2011年試點推進綠色汽車維修技術(shù)，并對綠色汽車維修技術(shù)所需主要設(shè)施設(shè)備和材料實施資金補貼，為了促進專項補貼資金能采購到技術(shù)性能優(yōu)良、節(jié)能減排效果顯著的綠色維修設(shè)備，中國汽車保修設(shè)備行業(yè)協(xié)會針對相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)開展“節(jié)能減排，綠色汽修—中國汽保行業(yè)在行動”征文活動，《汽車維修與保養(yǎng)》雜志作為協(xié)會會刊將征集的作品分期刊發(fā)在《中國汽保》欄目，重點介紹綠色機電維修技術(shù)、綠色鈑金技術(shù)、綠色涂漆技術(shù)及其他綠色維修技術(shù)等內(nèi)容?！爸评鋭┗厥?、凈化、加注設(shè)備”屬于綠色機電維修技術(shù)，本期我們詳細介紹其特性及優(yōu)勢。

環(huán)境保護是我國“十二五”經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃的要求，也是實現(xiàn)全面小康社會的前提基礎(chǔ)。在以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，促進經(jīng)濟建設(shè)又好又快發(fā)展的大背景下，環(huán)境保護是我國各級政府強力推進的重要措施，也是整個社會關(guān)注的焦點。

根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署的《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)議定書——制冷、空調(diào)和熱泵委員會2012年的報告》，我國在2011年氟利昂消費量已達50萬余噸。截至2011年1月，中國R134a制冷劑年生產(chǎn)量達20萬噸。

在制冷劑回收、凈化、加注機未研制成功以前，制冷空調(diào)裝置在生產(chǎn)及維修過程中，會排放大量的制冷劑到大氣中。據(jù)資料介紹，全世界CFC-11離心式冷水機組在維修保養(yǎng)和抽氣裝置的運行等工作過程中每年至少排放4500噸CFC(氯氟烴)。日本曾對使用離心式冷水機組的用戶進行統(tǒng)計，各用戶平均CFC-11的補充充注率高達13.66%。目前，大約2.88億輛汽車使用CFC-12空調(diào)，其車輛維修時全年排放量可達11.52萬噸，上海地區(qū)近年用于汽車空調(diào)CFC的年排放量達103噸。20世紀80年代后期，由于人民生活水平的不斷提高，制冷劑(俗稱氟利昂)的生產(chǎn)達到了高峰，年產(chǎn)制冷劑達到了144萬噸。據(jù)權(quán)威統(tǒng)計資料，在對氟利昂實行控制之前，全世界向大氣中排放的氟利昂已達到了2000萬噸。氟利昂最大的特點是無削減期，釋放到大氣中的氟利昂在空氣中歷經(jīng)上百年也不會削減。一個氯氟利昂分子就能破壞多達10萬個臭氧分子。臭氧層被大量損耗后，吸收紫外線輻射的能力大大減弱，從而引起地球“溫室效應(yīng)”。

因此，減少排放，增強制冷劑的回收再利用工作已經(jīng)開始引起世界各國環(huán)保工作者與制冷工作者的普遍重視。多數(shù)發(fā)達國家已制定法規(guī)，加強在維修過程中的回收、再循環(huán)和再生處理。美國環(huán)保局已頒布了一項新的法規(guī)，要求對空調(diào)裝置和電冰箱中使用的制冷劑全部進行再生循環(huán)利用。我國香港地區(qū)已經(jīng)規(guī)定在制冷空調(diào)的維修時不得隨意排放CFC，違者罰款10萬港幣。我國內(nèi)地在氟利昂回收方面行動相對落后，從20世紀90年代開始采取各種措施，控制制冷劑向大氣的排放。目前，我國已制訂法規(guī)，強調(diào)在制冷空調(diào)裝置維修時，必須進行回收、凈化、循環(huán)利用制冷工質(zhì)，以期達到節(jié)能、減排、環(huán)保的目的，改善人類生存環(huán)境。

目前，國內(nèi)市場上流通的制冷劑回收、凈化、加注機，大部分采用人工觀察、手動操作的程序，已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)和維修的需求。為提高冷媒回收加注設(shè)備的自動化程度，進一步提高氟利昂的利用率，同時也為了響應(yīng)國家節(jié)能減排、環(huán)境保護的號召，溫特爾冷媒回收凈化加注機提供了20多款精良的產(chǎn)品，是目前國內(nèi)外市場上功能齊全，回收速度快、加注精確、凈化干凈的同類產(chǎn)品中的尖端產(chǎn)品。

一、對制冷劑的循環(huán)再利用效果

該產(chǎn)品在空調(diào)企業(yè)維修過程中，將原本排放到大氣中的氟利昂進行凈化再回收利用，使原本空調(diào)企業(yè)隨意排放到大氣中的制冷劑得到循環(huán)利用，否則空調(diào)企業(yè)需要重新購買制冷劑回注到空調(diào)中。生產(chǎn)制冷劑要耗廢大量的水、電、煤等物質(zhì)，其各種耗能也是一種社會資源的浪費。通過該設(shè)備的回收功能，達到了制冷劑的再利用，節(jié)約了空調(diào)廠家再采購制冷劑的費用，因此，回收再利用制冷劑達到了節(jié)能減排的效果。

舉例說明：以一家企業(yè)年產(chǎn)1000臺制冷劑回收凈化加注機全部投入市場使用計算。分別從家用空調(diào)、中央空調(diào)、制冷設(shè)備生產(chǎn)工廠和空調(diào)器報廢環(huán)節(jié)測算可循環(huán)利用的制冷劑量。

1.家用空調(diào)制冷劑量測算

家用空調(diào)生產(chǎn)返修環(huán)節(jié)可循環(huán)再利用制冷劑量測算，以目前國內(nèi)一般制冷劑回收加注機設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的訂單為例測算，目前海爾集團、海信集團、格力集團和大連冰山總產(chǎn)量為2450萬臺家用空調(diào)，年返修率0.5%～1.5%，平均每年約有245萬臺需返修，每臺家用空調(diào)可循環(huán)再生利用的制冷劑量為0.5～1.1kg，按照平均每臺可循環(huán)利用制冷劑0.8kg計算，家用空調(diào)每年返修環(huán)節(jié)可循環(huán)利用的制冷劑量=2450萬臺×0.8kg/臺=19600噸。

2.中央空調(diào)制冷劑量測算

中央空調(diào)生產(chǎn)返修環(huán)節(jié)可循環(huán)再生利用制冷劑量測算，以目前國內(nèi)一般制冷劑回收加注機訂單進行測算，目前海爾集團、海信集團、格力集團和大連冰山總產(chǎn)量為220萬臺中央空調(diào)，返修率1.0%～1.8%，平均每年約有3.08萬臺需返修，一臺螺桿機返修過程可循環(huán)再生利用的制冷劑量從幾十千克到幾百千克不等，按照平均1臺100kg計算，中央空調(diào)每年返修環(huán)節(jié)可循環(huán)利用的制冷劑量=3.08萬臺×100kg/臺=3080噸。

3.制冷設(shè)備生產(chǎn)工廠制冷劑量測算

目前制冷設(shè)備生產(chǎn)工廠內(nèi)一般都沒有大型制冷劑儲罐，用的都是400kg、800kg、1000kg幾種規(guī)格的制冷劑鋼瓶，這些鋼瓶在加注以后，每只鋼瓶的制冷劑殘留量在40～80kg左右。根據(jù)工廠規(guī)模的不同，用量也不等。目前，海爾集團、海信集團、格力集團和大連冰山等公司制冷劑鋼瓶年使用量均在25000瓶以上，每支鋼瓶的制冷劑殘留量平均按60kg計算，每年可循環(huán)利用的制冷劑量=25000瓶× 60kg/瓶=1500噸。

4.空調(diào)報廢環(huán)節(jié)制冷劑量測算

空調(diào)報廢環(huán)節(jié)可循環(huán)再生利用制冷劑量測算，假設(shè)目前國內(nèi)一般制冷劑回收加注機生產(chǎn)企業(yè)年訂單千臺，并全部投放市場，按目前海爾集團、海信集團、格力集團和大連冰山空調(diào)器總保有量約13000萬臺，空調(diào)淘汰周期按照6年計算，年報廢量約為2166萬臺，報廢后每臺空調(diào)含制冷劑量從0.5千克到幾十千克不等，按照平均1臺1kg計算，每年可循環(huán)利用的制冷劑量=2166萬臺×1kg/臺=2166噸。

綜上所述，該產(chǎn)品年可以循環(huán)再生利用制冷劑量=19600噸+3080噸+1500噸+2166噸=26346噸。

二、在節(jié)能減排方面的效果分析

氟利昂的合成過程中需消耗電與水，減排氟利昂就等于為國家減少生產(chǎn)氟利昂的物料損耗。下面以國內(nèi)制冷劑使用量最多的制冷劑R12為例，具體分析其節(jié)能減排效果。R12由四氯化碳、氫氟酸、液態(tài)氯等合成的，液態(tài)氯是由電解鹽和電合成的，氫氟氨是由銀石粉、硫酸、甲醇合成的，甲醇是由煤提煉制取。

1.節(jié)水量

根據(jù)行業(yè)統(tǒng)計指標：生產(chǎn)1噸R12制冷劑需消耗甲醇0.35噸，制取一噸甲醇消耗水10噸。該產(chǎn)品以年節(jié)約2.6萬噸制冷劑測算：每年可節(jié)約水量=26000噸×0.35噸× 10噸=1.75萬噸。

2.節(jié)煤量

根據(jù)甲醇行業(yè)統(tǒng)計指標,每生產(chǎn)1噸甲醇耗原煤2.4噸，該產(chǎn)品以每年節(jié)約2.6萬噸制冷劑測算，每年可節(jié)約原煤量=26000噸×0.35噸×2.4噸=21840噸，折標準煤15600噸。

3.節(jié)電量

根據(jù)甲醇行業(yè)統(tǒng)計指標,每生產(chǎn)1噸甲醇耗電280千瓦時，該產(chǎn)品以年節(jié)約2.6萬噸制冷劑測算，每年可節(jié)約電量=26000噸× 0.35噸×280千瓦時=254.8萬千瓦時，折合標準煤782噸。

綜上所述，每千臺制冷劑回收加注機設(shè)備投入市場使用后，可為國家年節(jié)約水1.75萬噸，節(jié)約原煤(按5000千卡/千克計)21840噸，節(jié)約電254.8萬千瓦時，合計折標準煤16382噸。

三、廣闊的市場前景

1.空調(diào)生產(chǎn)及銷售市場現(xiàn)狀

(1)國際市場

根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，2011年全球空調(diào)市場規(guī)模約7870萬臺，其中中國2630萬臺、美國1690萬臺、亞洲(除中國和日本)970萬臺、歐洲860萬臺、日本800萬臺、拉美410萬臺、中東360萬臺、非洲140萬臺、大洋洲90萬臺。中國、美國、日本和主要歐洲國家的空調(diào)市場占據(jù)世界市場的四分之三。2012年，全球房間空調(diào)器市場增長了10%。

中國生產(chǎn)的空調(diào)目前占據(jù)世界市場的70%以上，2011年市場規(guī)模為2630萬臺，比2010年增長了15.1%，其中出口326萬臺，比2006年增長了19.9%。2011年美國空調(diào)市場規(guī)模約為1690萬臺，比2010年下降了1%。歐洲空調(diào)市場被中國、日本和韓國空調(diào)產(chǎn)品壟斷。2011年，日本售出的空調(diào)總量為800萬臺，其中出口量為700萬臺，比2010年略有下降。

(2)國內(nèi)市場

隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，空調(diào)作為重要的家用電器，在國民經(jīng)濟生產(chǎn)和人們社會生活中扮演的角色也越來越重要。經(jīng)過多年的市場競爭，空調(diào)行業(yè)結(jié)構(gòu)逐漸趨于穩(wěn)定。來自各方的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國空調(diào)企業(yè)僅剩40多家，其中市場活躍品牌不到20家。國內(nèi)空調(diào)行業(yè)權(quán)威專業(yè)雜志《空調(diào)銷售》對外發(fā)布的市場調(diào)查報告表明，空調(diào)行業(yè)的格局依然是格力、海爾、美的三大品牌為第一陣營，奧克斯、志高、科龍、海信、三菱電機等品牌強勢品牌組成第二陣營。國內(nèi)前十強空調(diào)品牌目前占據(jù)了市場的絕大部分份額。前十名空調(diào)的市場占有率為82.19%，空調(diào)行業(yè)品牌集中度進一步提高，而格力、海爾、美的占據(jù)了47.62%的市場份額。

空調(diào)銷售及使用量的增加，必然帶動制冷劑使用量的增加，目前制冷空調(diào)行業(yè)中使用的制冷劑多為CFC和HCFC(含氫氯氟烴)。這些物質(zhì)由于生產(chǎn)、維修及報廢過程中，大量排入大氣，對臭氧層具有破壞作用并產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”，因此制冷劑循環(huán)利用技術(shù)和設(shè)備的研發(fā)生產(chǎn)，成為行業(yè)發(fā)展的重要一環(huán)。

表1 部分制冷劑的ODP和GWP值

2.空調(diào)制冷劑回收利用技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀

空調(diào)行業(yè)目前使用較多的制冷劑是CFCs和HCFCs，其次是HFCs。發(fā)達國家已于1996年1月1日起禁止生產(chǎn)和使用CFCs，但一些發(fā)展中國家仍然在使用。

CFCs的禁用是因為CFCs會在大氣中分裂并釋放出破壞臭氧層的氯原子。據(jù)UNEP(聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署)提供的資料，如果平流層的臭氧總量減少1%，預(yù)計到達地面的有害紫外線將增加2%。有害紫外線的增加，會產(chǎn)生以下一些危害：①使皮膚癌和白內(nèi)障患者增加，損壞人的免疫力，使傳染病的發(fā)病率增加；②破壞生態(tài)系統(tǒng)，過量的紫外線輻射會使植物的生長和光合作用受到抑制，使農(nóng)作物減產(chǎn)。紫外線輻射也可能導(dǎo)致某些生物物種的突變；③引起新的環(huán)境問題，過量的紫外線能使塑料等高分子材料更加容易老化和分解，結(jié)果又帶來光化學(xué)大氣污染。

與CFCs相同，HCFCs也能夠破壞臭氧，兩者的區(qū)別在于所含氯原子多少不同而已。CFCs、HCFCs和新一代HFCs制冷劑都被認為是溫室氣體，它們對全球氣候變暖影響的大小，取決于它們吸收紅外能量的能力和它們在大氣中延續(xù)的時間，可用GWP(全球變暖潛值)來度量它們對全球變暖作用的大小，其大小是相對于CO2的溫室效應(yīng)而言的，規(guī)定CO2的GWP值為1。物質(zhì)對于臭氧層破壞能力的大小是以O(shè)DP(大氣臭氧層損耗潛能值)來衡量的，以CFC11為基準，規(guī)定CFC11的ODP值為1。部分制冷劑的ODP和GWP值見表1。

正因為現(xiàn)行的制冷劑對環(huán)境的巨大的破壞作用，促使著人們積極的尋求能夠與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展相適應(yīng)的制冷劑回收循環(huán)利用技術(shù)及設(shè)備。環(huán)境保護技術(shù)和裝備——制冷劑回收、凈化、加注機，是環(huán)境保護特別是環(huán)境污染防治的技術(shù)基礎(chǔ)，也是解決資源戰(zhàn)略問題，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的長久之計，更是我國企業(yè)降低成本、增加效益、改善環(huán)境，提高企業(yè)競爭力的必然選擇。

溫特爾“制冷劑回收循環(huán)再生充注機”是一種可以氣液自動轉(zhuǎn)換、風(fēng)冷/水冷冷媒回收加注機，是目前國內(nèi)外同類產(chǎn)品的領(lǐng)先技術(shù)產(chǎn)品，在生產(chǎn)過程中可全部回收再循環(huán)利用制冷劑，節(jié)能、減排、環(huán)保。