清華大學熱能工程系教授、博導史琳教授:
各位同行,各位朋友下午好!我和前面大家講的東西不太一樣,我聽了很多今天各個省市,還包括剛才方教授講國際上大的形式講了很多,對這個行業(yè)發(fā)展有很多的幫助,我今天想介紹一個非常具體問題,就是熱泵工質(zhì)的問題,這個問題其實也是無解的問題。它可能會對這個行業(yè)有一些影響,所以在這簡單介紹一下。
因為,我覺得今天大家參加廠家多,或者大家關(guān)注更多是地埋管,或者是建筑制冷供暖方式。各種各樣的熱泵都會牽涉到目前幾個問題,一個是怎么樣找到合適的熱泵來做?再一個熱泵地方有沒有用戶?這一塊熱泵是不是和發(fā)展關(guān)鍵一個問題。因為地源熱泵就是地下地埋管,不管什么建筑,反正能用一些。
在工業(yè),或者高溫熱泵,找到就近有用戶用這個熱泵的問題。再一個熱泵牽涉到用什么工質(zhì)?第三個就是系統(tǒng)優(yōu)化設計與匹配,發(fā)揮更好的經(jīng)濟性,更能源節(jié)能型等等方面。熱泵實際上今天可能大家更關(guān)注這種常溫熱泵,為建筑供暖。我這邊大體上分兩類,一類就是叫常溫,產(chǎn)生30多度到50多度熱水供暖和生活熱水方面,這一塊現(xiàn)在用了工質(zhì)方面比如說比較典型22或者410A或者134A這方面。
熱泵還有一類,我們叫做中高溫熱泵,這個現(xiàn)在壓縮基本最高到95度。這個熱泵在工業(yè)上有永遠很多用處,特別在一些余熱回收有很多月初。包括油田聯(lián)合站原油分離與集輸,化工工業(yè),印染行業(yè),干燥行業(yè),海水淡化,建筑物供暖等等。典型工質(zhì),R134A,R123,R124等等這些工質(zhì)。
從國外來說,從工質(zhì)方面主要也是純工質(zhì)和混合物方面兩類,根據(jù)工質(zhì)配套壓縮機,還有配套高效換熱技術(shù),還有各種各樣的結(jié)構(gòu)形式。國內(nèi)從熱泵本身來說,熱泵本身來說目前在國內(nèi)還是R22的主要現(xiàn)在應用的場合,包括常溫熱泵這一塊。高溫熱泵天津大學從90年代初的時候,天津大學研究中高溫熱泵,后續(xù)研究了混合工質(zhì)。2001年的時候,清華基于過壓縮機自主技術(shù)比較缺乏,包括我們以前在做制冷機替代方面研究,所以開發(fā)了一系列叫做中高溫的工質(zhì),實際上是一種新的研發(fā)思路。
這是工質(zhì)方面主要是常溫和中高溫現(xiàn)在一些現(xiàn)狀,實際上其他熱泵技術(shù)相對來說比較成熟的。我們希望把工質(zhì)改變,就用常溫壓縮機實現(xiàn)產(chǎn)生高溫,這一塊應該是這樣的研發(fā)思路。所以,當時核心重點就到了中高溫工質(zhì)怎么選擇?那么,我們在遇到熱泵工質(zhì)的時候,現(xiàn)在有時候可能特別在常溫的時候,至少在國內(nèi)就選R22,不選別的,覺得沒有問題。實際上很快有這個問題,到底選那個工質(zhì)?
一個環(huán)保現(xiàn)在是非常關(guān)注,主要關(guān)心就是一個臭氧破壞潛能,全球變暖。還有安全性,是不是有毒,可燃。還有實現(xiàn)性,與壓縮機材料,用什么油都是需要思考。還有熱泵性能,就要實現(xiàn)熱泵性能一個主要部分,還有工質(zhì)是不是能批量生產(chǎn),價格怎么樣?這是選擇工質(zhì)的時候一個大的原則。實際上對現(xiàn)在來說,對工質(zhì)選擇為什么說大家很快要關(guān)注,因為R22已經(jīng)寫在要替代的日程表上面。
現(xiàn)在影響最大就是2007年關(guān)于加速淘汰HCFCS,在國內(nèi)是主要代表的工質(zhì)。那么發(fā)達國家2015年就要削減90%,對我們國家來說明年就要凍結(jié)了,凍結(jié)了到平均水平。2015年就要削減10%,大家逐步有一個規(guī)劃,到2030年只允許剩下2.5%,這個行業(yè)格局會有什么樣變化?2015年要淘汰,整個生產(chǎn)技術(shù)才能跟上,才能真正實現(xiàn)淘汰,現(xiàn)在都在緊鑼密鼓做。
工質(zhì)的發(fā)展階段(據(jù)現(xiàn)場PPT)
目前發(fā)展階段,追求就是零ODP,為什么加強淘汰HCFCS,就是因為零ODP?,F(xiàn)在到第四個階段,已經(jīng)到實施這個階段了,那么在國際上我們有4個替代思路,一種就是把HFC,如HFC134A可能還要使用,32也好,152A也好,可能都會長期應用。還有一些新型工質(zhì),一種就是氫氟類等等。那么,目前是什么狀況?就是說從今年4月份,今年咱們制冷大會上在4月份在北京開,制冷展上美國杜邦做出的方案,將來從什么地方替代?更多采用DR3,DR5,實際上這是集中混合物,包括直接用1234YF,特點就是GWP特別低。他這個混合物就是幾百個量級,大家追求低的GWP。
可以看到如果把410A作為一個基準,實際上這些物質(zhì)除了32比他好一些,其他物質(zhì)理論制冷量好。現(xiàn)在新的特點,新的環(huán)境性能比較好的物質(zhì),大概都會有這個基本都是R這個級別。
實際上這些都是新的動向和趨勢,那么在這里主要由兩個現(xiàn)在大家比較關(guān)注,就是A3對原來的標準,原來可燃性沒有可燃性,低可然和強可然這三類,現(xiàn)在在低可然里面重新把他區(qū)分出來,叫做A2L,特別低的可燃性,是拿這個傳播速度來分,把32、143A,還有1234YF,還有NH3等列入微燃2L等級。
再一個我們關(guān)心不光要關(guān)心直接恒溫效應,還要關(guān)心制冷耗電,還要關(guān)心綜合效應,長期的直接的制冷機排放,還有包括耗電以后折合對溫室氣體排放,這也是國外一個人在2010年比較現(xiàn)在有可能會替代22的所有的目前提到這些替代物。它隨著總體效應加起來總體效應,可能是32最好,實際上這些非常低,但是綜合效應不一定是最好,這一塊有一個直接的數(shù)據(jù)。
這樣最后給大家看一下我們國家在制冷工質(zhì)方面替代方面參考方案,經(jīng)過上面考慮,我們國家在各個行業(yè),本身有一個近期替代方案,和潛在長期的替代方案。關(guān)于熱泵方面分熱泵和熱水器這方面,現(xiàn)在是22,在這個近期比較成熟的可能134A、410A等等。還有潛在長期包括CO2,HFC-32,HC290等等。在其他行業(yè)方面,包括工商制冷方面熱泵,包括實際上我們很多都和空調(diào)這邊要是說常溫熱泵。這些方案是制冷學會和在國家環(huán)保部組織下去做這個研究,參考的方案。
我國主要制冷工質(zhì)替代的參考方案(據(jù)現(xiàn)場PPT)
最后,我想就是說工質(zhì)是一個沒解的方案,提供給大家信息。中國熱泵工質(zhì)思考,和制冷工質(zhì)基本上比較一回事。只是說熱泵含有中高溫特點,那么一個實際上22目前實際上替代還是有不確定性,但是我們國家已經(jīng)有一些方案,包括我們國家有和聯(lián)合國已經(jīng)資助在做,所以這一塊環(huán)保部與國家方案替代性是勢在必行,到底哪個行業(yè),到底哪類東西還有不確定因素。
現(xiàn)在這個時期,大家做減少工質(zhì)充灌量,還有減少泄漏量等技術(shù)措施方面,少HCFCs的消費。關(guān)于可燃工質(zhì),建議以更開放的態(tài)度來對待,加強技術(shù)標準,規(guī)范的制定和執(zhí)行。新形勢下中高溫熱泵工質(zhì)的評價和開發(fā)研究基帶加強。
最后現(xiàn)在有幾個關(guān)于工質(zhì)比較全面描述,有幾個報告提供給大家有興趣可以看,一個是中國科協(xié)制冷學科發(fā)展研究報告2010-2011。還有制冷學會制冷科協(xié)技術(shù)戰(zhàn)略嚴重,2010-2020。還有國家環(huán)保部的多變基金資助項目,針對使用HFC-32制冷工質(zhì)的制冷空調(diào)設備制造與使用安全技術(shù)標準的前期研究2011-2012。還有國家科技部863項目,工商制冷行業(yè)限制物質(zhì)的減排及替代應用技術(shù)研究2012-2014。這些研究希望大家關(guān)注工質(zhì)這一塊進展。
謝謝大家!
責編:dhl