汽車空調(diào)系統(tǒng)冷媒的回收研究

摘要：現(xiàn)如今，汽車空調(diào)通常使用的冷媒是R12和R134a。R12中含有氟利昂，是一種破壞臭氧層物質(zhì)，處置不當(dāng)會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。因此，研究汽車空調(diào)冷媒的回收方法，對(duì)促進(jìn)環(huán)境保護(hù)和資源利用具有重要意義。

關(guān)鍵詞：冷媒，汽車空調(diào)，回收，環(huán)境

中圖分類號(hào)：U471 文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A

0引言

在我國(guó)汽車維修行業(yè)中，更換制冷劑時(shí)，一般都是將舊制冷劑直接排入大氣中。然后利用真空泵注入新的制冷劑，這既浪費(fèi)了資源，也是對(duì)全球氣候變暖的威脅。因此，回收和處理汽車空調(diào)中的廢制冷劑是刻不容緩的。

1空調(diào)制冷原理

空調(diào)制冷運(yùn)作時(shí)，壓縮機(jī)把氣體的制冷劑加壓變成高溫高壓氣體，到達(dá)室外機(jī)的熱交換器，經(jīng)過(guò)冷凝、液化和釋放熱量成為液體，而熱量直接排放在空氣中。液體的制冷劑被節(jié)流設(shè)備減壓之后，到達(dá)室內(nèi)機(jī)的換熱器蒸發(fā)吸熱成為氣體，并且吸取室內(nèi)空氣的熱量，降低室內(nèi)的溫度。變成氣體的制冷劑又一次進(jìn)入壓縮機(jī)重新開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)（圖1）^[1]。

2冷媒回收現(xiàn)狀

目前我國(guó)制冷劑回收工作處于起步階段，國(guó)內(nèi)空調(diào)生產(chǎn)量在100萬(wàn)臺(tái)以上的廠家就有43家，根據(jù)調(diào)查，這些工廠在生產(chǎn)制冷劑（R22和R4 10A）過(guò)程中，排放量為每年25～65 t不等，合計(jì)約1 950t/年;汽車空調(diào)（R134a和R22等）生產(chǎn)工廠每年的制冷劑排放量也在150～200 t，制冷劑的總排量合計(jì)2 500 t左右。而這些制冷劑大多被排入大氣中。

3冷媒回收方法

目前，制冷行業(yè)常用的冷媒回收方法主要有壓縮冷凝法、冷卻法和液態(tài)“推拉法”3種^[2]。

3.1冷卻法冷媒回收技術(shù)

冷卻法冷媒回收技術(shù)是通過(guò)外置的蒸發(fā)吸熱裝置，把從空調(diào)系統(tǒng)排出的冷媒蒸氣冷卻液化后，存儲(chǔ)到回收容器中（圖2）。該冷媒回收方法的特點(diǎn)是可以減少冷凍機(jī)油及硬顆粒等雜物進(jìn)入回收容器，缺點(diǎn)是回收速度慢、冷卻時(shí)間長(zhǎng)，而且無(wú)法處理冷媒中混有的不凝性氣體。

3.2壓縮冷凝法冷媒回收技術(shù)

空調(diào)系統(tǒng)中氣液混合的冷媒經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器干燥、凈化后，液態(tài)制冷劑保存于系統(tǒng)的儲(chǔ)罐中，氣態(tài)的制冷劑則由壓縮機(jī)在壓力調(diào)節(jié)裝置后吸入，壓縮成高溫高壓的制冷劑蒸氣，從壓縮機(jī)排出^[3]。該回收方法與冷卻法相比，具有設(shè)備體積小、能耗低和效率較高的優(yōu)點(diǎn)，是目前采用得較多的方法（圖3）。

3.3液態(tài)“推拉法”冷媒回收技術(shù)

液態(tài)“推拉法”冷媒回收原理如圖4所示，儲(chǔ)存冷媒工作罐內(nèi)的氣態(tài)冷媒被回收裝置吸入，冷媒經(jīng)回收裝置內(nèi)壓縮機(jī)壓縮，壓力升高后從氣態(tài)側(cè)打入空調(diào)制冷系統(tǒng)，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)冷媒產(chǎn)生“推”的效果，把空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的液態(tài)冷媒推出空調(diào)制冷系統(tǒng)，從液態(tài)側(cè)進(jìn)入工作罐內(nèi)儲(chǔ)存。由于冷媒回收裝置的吸氣作用，使冷媒工作罐內(nèi)的壓力降低，對(duì)空調(diào)制冷系統(tǒng)內(nèi)的液態(tài)冷媒產(chǎn)生“拉”的作用，把空調(diào)制冷系統(tǒng)內(nèi)的液態(tài)冷媒吸出來(lái)儲(chǔ)存到工作罐，實(shí)現(xiàn)冷媒的回收，“推拉法”也由此得名。

4冷媒回收存在的問(wèn)題及建議

4.1冷媒回收存在的問(wèn)題

目前車用空調(diào)中采用的制冷劑通常有2種，一種是R12，就是常說(shuō)的氟利昂，它被全球環(huán)保組織禁止使用，因?yàn)樗芘c臭氧發(fā)生反應(yīng)破壞臭氧層。然而，仍有一些國(guó)家在使用R12對(duì)車用空調(diào)進(jìn)行制冷。在維修這些車輛時(shí)，R12需要安全回收，而不能直接排放到空氣中。

第二種是R134a。R134a臭氧消耗系數(shù)（ODP）為零，在排放到大氣中后，對(duì)臭氧層幾乎沒(méi)有破壞，但它卻會(huì)產(chǎn)生溫室氣體。溫室氣體是地球氣候異常的根本原因。所以，從環(huán)保的角度來(lái)看，回收制冷劑時(shí)必須使用回收機(jī)^[4]，制冷劑的排放和回收不徹底的話，不僅造成環(huán)境污染，也是一種資源浪費(fèi)。因此，提高制冷劑的循環(huán)利用效率具有重要意義。

4.2建議

降低制冷劑泄漏的辦法有，通過(guò)改進(jìn)密封材料、品質(zhì)處理和裝配部件的質(zhì)量集成，減少連接部分。在壓縮機(jī)的潤(rùn)滑過(guò)程中，制冷機(jī)油是必不可少的，但它在制冷系統(tǒng)中的循環(huán)可以降低換熱器的效率，使系統(tǒng)性能降低到6%～7%。為了解決這一問(wèn)題，壓縮機(jī)配備了離心式油分離器，并盡可能地將制冷機(jī)油保存在壓縮機(jī)中。

在新的冷凝器中，使用過(guò)冷技術(shù)，通過(guò)冷凝器冷卻液體，可使系統(tǒng)性能提高5%左右。冷凝水、氣液分離室和過(guò)冷冷凝器大量應(yīng)用于汽車空調(diào)中，由于冷凝器性能的提升，制冷循環(huán)高壓側(cè)壓力降低，從而達(dá)到節(jié)能效果。一般來(lái)說(shuō)，冷凝器的性能提高10%，可以節(jié)省大約4%的功率。在車用空調(diào)中，蒸發(fā)器小型化和輕量化的需求非常高，因此，蒸發(fā)器在管式蒸發(fā)器中沒(méi)有使用，但卻是主流的平行流蒸發(fā)器。在最新的產(chǎn)品中，它可以達(dá)到與舊產(chǎn)品相同的性能，即體積比舊產(chǎn)品小了35%^[5]。

5結(jié)束語(yǔ)

本文敘述了空調(diào)制冷原理和冷媒回收現(xiàn)狀，介紹了冷媒回收方法，討論了冷媒回收存在的問(wèn)題及建議。保護(hù)環(huán)境是當(dāng)今社會(huì)的重要任務(wù)，每個(gè)人都應(yīng)該具備環(huán)保意識(shí)。對(duì)制冷劑的排放回收應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)管理，完善法規(guī)，加強(qiáng)監(jiān)管。

【參考文獻(xiàn)】

[1]凌晨.汽車空調(diào)系統(tǒng)的組成與原理[J].汽車電器，2009（05）：33-37.

[2]王啟祥，鄭就.汽車空調(diào)制冷劑回收與再生方法[J].制冷，2009，28（2）：79-81.

[3]陳孟湘.汽車空調(diào)[M]，上海：上海交通大學(xué)出版社，1997.

[4]王銀巧，務(wù)東陽(yáng).HNSAE12004-汽車空調(diào)制冷劑應(yīng)用現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[R]，鄭州：第九屆河南省汽車工程技術(shù)研討會(huì)，006-008.

[5]方海峰，黎宇科，黃永和.車用空調(diào)制冷劑的回收利用研究[J].資源再生，2008（01）：25-28.