绿色制冷空调技术的应用与发展

-44- 中国科技信息2005年第17期 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Sep.2005 科 技 论 坛 前言 随着地球环境日益恶化,臭氧层的破坏、温 室效应的增加，特别是近几年在我国乃至全球 出现的S A R S、禽流感、流脑等病毒，以及日 益减少的自然能源，使人们更加意识到环保和 节能的重要。开发新能源和可再生能源已经成 为许多发达国家和发展中国家21世纪能源发展战 略的基本选择；我国政府明确表示，在新的世 纪要高度重视绿色环保事业，并将其作为我国 二十一世纪可持续发展战略的重要内容。国家 环境保护总局发布的《环境产品的技术要求》 和国家质量监督检验总局与今年3月1日强制实 施的《冰箱、空调产品电耗限定值及能源效率 等级》，更是使制冷行业不得不在环保和节能 上施以重笔。 本文着重从环保和节能的角度简要介绍和分 析绿色空调产品的研究和开发动向，以及绿色环 保制冷剂的应用前景。 1，几种绿色空调产品及技术 1.1，太阳能制冷空调技术 太阳能作为一种可再生清洁能源，长期以来 一直受到科学家的研究和重视。在太阳能的利用 中，太阳能制冷空调是一个极具发展前景的领域， 也是当前制冷技术研究中的热点。 太阳能制冷具有以下几个优点：首先是节能， 据统计，国际上用于民用空调所耗电能约占民用 总耗电的50%。而太阳能是取之不尽，用之不竭 的。其次是环保，根据《蒙特利尔议定 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 》，目前 压缩式制冷机主要使用的CFC类工质因为对大气 臭氧层有破坏作用应停止使用，现在各国都在研 究CFC类工质的替代技术（本文将在第3节详 述）。太阳能制冷一般采用非氟氯烃物质作为制冷 剂，DOP（臭氧层破坏系数）和GWP（温室效应 系数）均为零，适合当前环保要求，同时可以减 少燃烧石化能源发电带来的环境污染。 太阳能制冷的另外一个优势是热量的供给和 冷量的需求在季节和数量上高度匹配。太阳辐射 越强、气温越高，冷量需求也越大。太阳能制冷 还可以 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 成多能源系统，充分利用余热、废气、 天然气等其他能源。 目前常用的太阳能制冷空调技术主要有以下 几种类型： （1）吸收式太阳能空调 吸收式制冷是利用溶液浓度的变化来获取冷 量的装置，即制冷剂在一定的压力下蒸发吸热， 再利用吸收剂吸收蒸汽。它相当与用吸收器和发 生器代替压缩机，热能可以利用太阳能、低压蒸 汽、热水、燃气等多种形式。 该系统应用较为广泛，它将常规的溴化锂或 氨水吸收式空调机与太阳能热水系统相结合，实 现夏季制冷、冬季供热功能。 （2）喷射式太阳能空调 喷射式制冷系统的原理如图1所示。制冷剂 在换热器中吸热(太阳能）后汽化、增压，产生饱 和蒸汽，蒸汽进入喷射器，经过喷嘴高速喷出、膨 胀，在喷嘴附近产生真空，再将蒸发器中的低压 蒸汽吸入喷射器，经过喷射器出来的混合气体进 入冷凝器放热、凝结，然后冷凝液的一部分通过 节流阀进入蒸发器吸收热量后汽化，这部分工 质完成的循环是制冷循环。另一部分通过循环 泵升压后进入换热器，重新吸热汽化。 （3）光电式太阳能空调 这种制冷系统实质是太阳能发电的一种应用。 它利用光伏转换装置将太阳能转化成电能，经过 逆变(高频或者工频）后驱动一般的压缩式制冷 机，其制冷系统与通常的压缩式制冷系统完全一 样。 （4）金属氢化物空调 该系统利用金属氢化物在不同温度下放氢和 吸氢过程中吸放热原理进行工作,可在低温下运 行。一旦金属氢化物成本降低,吸放氢性能与寿命 进一步提高,将会是一种有前景的太阳能空调技术, 目前它已成为国内外专家研究开发的热点之一。 1.2，燃气空调及其应用 由于我国约80%的电力来自煤炭发电，所以 燃气空调取代电力空调的环境效益非常突出。采 用燃气作为能源，可以大大减少燃煤所产生的 CO2的排放量，防止地球变暖；同时SO2炭渣 的减少，对环境的污染有着非常大的改善。 再则，燃气空调是一种稳定的燃气消耗设备， 用电高峰期在夏季，城市电力和燃气要求的峰谷 具有良好的互补性，所以燃气空调不仅能够削减 电力高峰负荷，减少电力投资；也能对燃气起到 填谷的作用，提高燃气管网的利用率，降低燃气 成本。 用燃气作为热源的空调方式具体有以下几种: （1）燃气锅炉+吸收式制冷机 主要包括：燃气蒸汽锅炉+蒸汽型吸收式制 冷机；燃气高温水锅炉+高温热水型（二段热水 型）溴化锂吸收式制冷机。 （2）双效燃气直燃型溴化锂吸收式冷水机组 直燃型溴化锂吸收式冷水机组是以燃气或燃油直 接燃烧驱动的双效型吸收式制冷机，由于油价高， 运输不方便，目前，大多数直燃机是以燃气为主。 （3）多效直燃型吸收式制冷机组 由于目前的蒸汽式和直燃式溴化锂机组的一 次能源效率均较低， 一般都低于电动压缩式机组。因此国内外都 在开发研制三效、四效溴化锂吸收式冷水机组。 这种多效机组提高效率的方法主要有：“冷剂蒸汽 凝结热的多次利用”和“利用冷剂蒸汽被溶剂吸 收时产生的吸收热的多次利用”。 1.3，地源热泵空调系统 自20世纪70年代初世界上出现第一次能源危 机，各国科学工作者就从来没有停止对其进行研 究和探讨。由于其高效、节能的特点，在日本、北 美、及中、北欧等国家得到了广泛的应用在美国， 到2001年4月为止已安装了40多万台地源热泵， 且每年以10%的增长速度递增。同时出现了象 Waterfurnace、Geothermal、DX、Hydron等生产 地源热泵及供热制冷系统的著名企业。在中、北 欧国家，地源热泵主要用于室内地板辐射供暖和 提供生活热水。 我国在该领域的研究起步较晚,但受国际大环 境的影响以及地源热泵自身所具有的节能和环保 优势,这项技术受到了国人越来越多的重视,该方面 的研究日益活跃,越来越多的技术人员开始投身于 此项研究。近几年更取得了突破性的进展,清华大 学工程与山东海阳富尔达公司率先研制成功了富 尔达地温空调。随着大型螺杆机组及海水热源中 央空调的开发成功,到2002年6月,在全国已有600 处工程500万平方米建筑安装使用该系列产品。 2，CFCs制冷剂的替代和绿色环保 制冷剂的研究 众所周知,CFCs（氟氯烃）制冷剂对大气 臭氧层有严重的破坏作用,这日益引起全人类的关 注。1987年各国首脑共同签署的《蒙特利尔协 议书》规定全世界将停止生产和使用CFC制冷 剂，1992年哥本哈根协定又进一步规定了发达 国家将提前于1996年1月1日起完全停止生产和 禁止销售CFCs产品。中国于1991年6月加入 蒙特利尔协定，根据国家环保总局最新公告， 中国将在2010年全面禁CFCs的生产，在全国 范围全面取消37条CFCs生产线。 对CFCs的替代工作大致有以下三个方向： 2.1，人工合成的替代工质,主要是HFCs 此类替代物ODP(臭氧消耗潜能)=0，但大部 分GWP(温室效应潜能)值较高,属于温室气体,但 其排放量占整个温室气体排放的比例很小,1997年 约为1%，预计2003年为2.4%,目前HFCs被认可 和接受的典型代表是R134a,它已被广泛使用于制 冷行业。由于该类工质于常用制冷压缩机的矿物 润滑油及烷基苯润滑油不相容，而且应用于合成 油与酯类油对系统和制冷剂含水量的要求要比所 替代的工质高得多，因此对使用该类工质的系统， 需要从压缩机效率、润滑系统、干燥密封系统、换 热器效率等进行全面的开发和改造。 2.2，纯天然的替代工质,主要为碳氢化合物、 氨和CO2等此类替代物ODP=0，GWP值很小。 应用较为典型的碳氢类物质为R600,这类物质的缺 点是易燃爆导致安全性差，必须严格控制系统的 泄漏排放，并加强安全预防措施。近十年来对天 然工质的研究正逐步深入，国际组织对其应用前 景十分重视，2002年在中国召开的国际制冷学会 第五届天然工质会议，广泛交流和讨论了天然工 质的基础研究—热物理特征和安全性，天然工质 制冷装置和设计创新等。其中CO2超临界循环的 汽车空调目前以在德国的公交运输中投入使用。 专家认为，在启动淘汰的CFCs 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 中，采用天然 工质替代将是长期 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，对于制冷行业，21世纪 将是天然工质的世纪。 2.3，混合制冷剂（HCFCs+HFCs）的研制 由于纯天然工质的易然性和高成本，在CFCs 替代的相当长的过渡时期，HCFC在以下三个方 面必不可少： （1）绝大部分制冷和空调应用场合； （2）隔热材料的生产过程； （3）某些空间有限的防火灭火应用场合。 因此，各国专家为了迅速有效地减少臭氧 层的破坏进而恢复臭氧层,纷纷用HCFCs+HFCs 的混合工质作为过渡替代物，这些替代物具有 较低的ODP值，而且使用方便和高效，目前较 常用的混合工质有R407C、R410A(替代R22)以 绿色制冷空调技术的应用与发展 戴书坚 安徽滁州安康电器有限公司 239000 （下转第4 8页） -48- 中国科技信息2005年第17期 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Sep.2005 科 技 论 坛 发动机润滑油的正确选择与使用 韩建国 河南职业技术学院 发动机润滑油不仅用来润滑机体的摩擦幅， 同时还具有润滑、冷却、清洁、防锈和密封等 作用。其性能的优劣以及技术状况的好坏，决 定着发动机的使用寿命和工作性能。因此，正 确的选择和使用润滑油就显得尤为重要。 一、发动机润滑油的正确选择 要做到正确选择润滑油，首先应对润滑油 的基本特性与分级标号 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 有个基本的了解。 （一）润滑油的性能特点 发动机润滑油是由基础油与不同种类、起 不同作用的添加剂配制而成的。不同的添加剂 具有不同的性能，以满足发动机使用的要求。 1．润滑油的粘度和粘温特性。粘度大的润 滑油，其润滑、密封、缓冲性较好，但冷却 和清洗效果较差，摩擦阻力大。粘度小的润滑 油，则恰好相反。润滑油的粘度随着温度的升 高而减小，此即“粘温特性”。发动机工作 时，润滑油所处的温度范围很宽，因此要求具 有良好的粘温特性。 为使润滑油具有良好的低温流动性，向低 凝点、低粘度的润滑油中加入添加剂，制成多 级润滑油。其特点是粘温特性好，低温下具有 较好的流动性，高温时可有足够的粘度。 2．润滑油的清净分散性。润滑油添加中的 清净分散剂具有表面活性，能吸附油中的固体 污染颗粒，并使这些污染物悬浮在油的表面， 以保证参加循环的是清洁的润滑油。分散剂将 低温油泥分散于油中，以便在循环过程中将其 过滤掉。 3．润滑油的抗起泡性。润滑油中加入抗泡 沫剂来提高抗起泡性能，防止供油不足。 4．润滑油的抗氧化及防腐性。润滑油在使 用和存储过程中，会被氧化而产生酸类、胶质等， 使发动机润滑油颜色变暗、粘度增大、零件腐蚀 并有胶质析出。为防止发动机润滑油氧化变质， 需要添加抗氧化剂。 5．润滑油的抗磨性。发动机中的很多摩擦副 表面，存在着负荷大、滑移速度高、速度变化频 繁以及润滑困难的矛盾，磨损和疲劳损伤比较严 重。因此，润滑油中添加有抗磨剂。 （二）发动机润滑油标号 1．进口发动机润滑油标号 进口发动机润滑油常用SAE粘度值、API质 量值来标识其质量和粘度值。 SAE润滑油粘度分级标准：标准把发动机润 滑油分为高粘度级和低粘度级。低粘度级末尾带 有字符“W”，数字表示粘度值。 对﹣18℃和100℃所测得的粘度值能满足其 中之一者，称为单级油。 按﹣18℃（冬季用）润滑油分为0W、5W、 10W、20W、25W等六个级别；按100℃（春、夏、 秋季用）润滑油分为20、30、40和50四个级别。 能同时满足﹣18℃和100℃两方面粘度要求 的润滑油，称为多级油（即稠化油）。 多级油牌号标记为5W/20、10W/30、15W/ 40、20W/40等。这种润滑油可以适应一定温度 变化的区域，因此可在某一地区范围冬夏通用。 API使用质量分级标准将发动机润滑油分为 S系列（汽油机系列）和C系列（柴油机系列） 两大类。其中S系列又分SA、SB、SC、SD、 SE、SF、SG、SH、SI、SJ等级别。C系 列又分C A、C B、C C、C D、C E等级别。 润滑油的API标号越靠后，其性能越好，所 适用的发动机工作条件越苛刻。 例如：API SF SAE 15W/40 API——美国石油学会简称； SF——润滑油质量标号，适用于1980年以 后生产的汽油机； SAE——美国汽车工程师学会简称； 15W/40——润滑油粘度适用于－15℃～40 ℃的温度范围。 2．国产发动机润滑油标号 我国石油产品及润滑剂按国际标准的规定， 发动机润滑油属于该分类体系中的L类（润滑剂 和有关产品）中的E组（发动机）。产品编号的一 般形式如下： L——ECC 30 类别（润滑剂）——标号（粘度等级）品种 汽油机润滑油分为EQB、EQC、EQD、EQE 和EQF等标号。柴油机润滑油分为ECA、ECB、 ECC、ECD等标号。他们分别与进口润滑油的标 号相对应。 （三）如何选择发动机润滑油 按照汽车使用说明书中的规定，根据温度、结 合发动机的使用性能和技术状况，选用适当的润 滑油标号和粘度级别。表1是部分汽车制造厂推 荐的润滑油最低操作温度，供选油时参考。 表 1 部分汽车制造厂推荐的润滑油最低操作温度 SAE粘度级号 最低操作温度℃ 5 W -32 5W/30 -32 10W -23 10W/40 -23 20W -12 20W/50 -12 在选择使用润滑油时，还应注意下事项： （1）汽油机润滑油和柴油机润滑油不可混用， 也不能相互代替。 （2）在保证可靠润滑的前提下，润滑油粘度 应尽可能小。高粘度的润滑油会增加运转阻力和 燃油消耗，因此只适用于炎热夏季和严重磨损的 发动机。但粘度太低的润滑油会使润滑油压力过 低，润滑油膜强度不够，密封不严。 （3）高级别润滑油可以在要求较低的发动机 上使用,但是不经济。低级别润滑油则不能用于要 求较高的发动机,否则会造成发动机的早期损坏。 （4）应尽量使用多级油。因为其粘温特性好， 使用寿命长,节省燃料。使用多级油时,油色容易变 黑，润滑油压力也稍微小些,这都是正常现象。 （5）除非情不得已,不要混用不同牌号的润滑 油，更不要将齿轮油等其它非发动机用润滑油用 于发动机，否则会引起发动机的早期磨损或损坏。 二、润滑油的正确使用 正确地选择了要使用的润滑油后，还应该 有科学合理的使用方法，这样才能才分发挥润 滑油的性能，避免出现润滑油的早期变质。 1．按使用说明书中推荐的时间间隔或行驶 里程换油 换油时要将旧润滑油放干净，同时清洗或 更换滤清器滤芯，清洗润滑系。清洗润滑系 时，不宜用煤油清洗，否则会使新换上的润滑 油粘度降低，引起润滑不良。 加注新润滑油时，应注意不要让杂质和水 分混入。加油要适量，油量过少会造成润滑不 足；油量过多会使燃烧室积炭增多。 2．加强日常保养 润滑油粗、细滤清器用来滤去润滑油中的 杂质及沉淀物等，以延长润滑油的使用期限。 因此，应定期清洗或更换滤清器，保持滤清器 油路畅通。 另外，如果空气中的尘埃进入发动机，对 润滑油的危害及发动机的磨损都是严重的。因 此，空气滤清器也应按规定清洗和换油。使用 纸质滤芯时，应定期更换。 3．加强曲轴箱通风装置的检查 曲轴箱通风可以及时清除曲轴箱窜气，避 免窜气中的未燃HC、水分、S O 2等进入污染 润滑油而使润滑油变质。加强检查曲轴箱通风 装置，使其保持清洁畅通，是延缓润滑油变质 的一项重要措施。 4．发动机的正确使用 根据使用经验，发动机气缸的0.30~0.35mm 时，发动机的工作状况即迅速恶化，漏入曲轴 箱的燃料油及燃气即大为增加，合润滑油加速 变质。同时进入气缸被烧掉的润滑油也随之增 加。因此，气缸磨到一定程度，必须及时修 理，不能勉强使用。 当温度过高时，润滑油会发生化学反应而生 成高分子化合物，形成沉淀。当温度过低时，则 易使水蒸气凝结产生液相腐蚀，并在曲轴箱处产 生沉淀。因此在使用过程中，应注意尽量避免发 动机在高温下长时间运转。 润滑油的压力也应保持在规定的范围内。润 滑油油压过高，易窜入燃烧室燃烧，不仅造成浪 费和污染，还容易造成燃烧室积炭。润滑油油压 过低，会造成润滑不良，机件磨损加快。 及R409A（替代R12）。 4，结束语 保护环境,节约能源，从大概念上讲都是保 护地球、关爱地球的最重要的因素，但考虑到 开发周期、制造成本以及使用成本，广大科学 工作者、专业技术人员正在不懈地从易到难、 由浅入深地研究既节约成本又有益于环保、节 能和可持续发展的制冷设备。 与此同时,为迎接各种病毒对空调的挑战， 制冷行业正在对空调的过滤系统、健康系统、 清洗设备、防生化恐怖和流行病袭击等方面进 行深入的研究和严格的规范。 （上接第4 4页）