在能源消耗不断增加和全球变暖日益严重的趋势下,制冷剂对我们的生活产生着广泛的影响,因此新制冷剂对整个空调制冷行业来说是个非常重要的议题。我们为此在艾默生快讯中设立了一个制冷剂专题, 将连续刊登4篇文章。
1.制冷剂用于空调业的历史及其发展史——R410A的诞生。
2.R410A的特性、优缺点及与其他制冷剂的比较。
3.R410A的使用状况和进入国际市场的动态，包括美国，欧洲，日本，中国和亚太地区。
4.艾默生环境优化技术的R410A策略——R410A数码涡旋技术

应用于空调系统中的R410A制冷剂

20世纪是科技迅猛发展的时期，它见证了人类攻克许多困扰多年的技术难题。20世纪初期，我们运用人工制冷手段以获取更舒适的生活、工作环境。早期的制冷系统运用了各种各样的制冷剂，但当时许多制冷剂易燃易爆炸，相当危险。30年代一系列新型的合成制冷剂诞生，自此，大部分的空调系统和制冷系统采用了这种技术。这些化学物质通常称之为CFCs和HCFCs，它们确保了制冷剂的安全性、可靠性和经济性。
正如人们并没有真正了解20世纪众多的发明物一样，这种含氯制冷剂的特性和长期使用后的“症状”，在当时还未能得到非常清晰的了解。70年代起，人们开始怀疑地球臭氧层正在受到破坏。至80年代中期这种猜疑基本得到证实，全世界急需采取措施，减少臭氧层的破坏。1989年，第一项限制使用CFC的国际协议——蒙特利尔议定书正式签定，蒙特利尔协议为整个制冷空调行业提供了一个指导方向。1989以来，这项议定书修正了数次，每次修正都加速了保护臭氧免受化学物质破坏的进程。起初,由于CFC11,CFC12和CFC502的高臭氧消耗潜能值(ODP), 人们致力于寻找它们的替代品。这些曾经广泛应用于家用和商用制冷设备的制冷剂,如今已被淘汰。因为真相迅速明朗化：尽管常用的空调制冷剂HCFC22的臭氧消耗潜能值仅达CFC12的5%，但若长期使用并非可持续发展之大计。HCFC22在90年代的消耗量大幅上升，一部分是因为其成为CFC的替代品，一部分是因为亚洲出现第一次空调购买热。
而针对R22替代制冷剂的寻找过程就不像寻找CFC替代制冷剂一样的顺利，全球各区域出现了不同的趋势。形形色色的候补制冷剂替代物出现在不同时期也不同程度的被接受，有时甚至因为立法的关系，区域与区域之间的变化很大。
R134a是最早代替R22的候补产品，但是不论在家用空调市场还是在商用空调市场，它都未赢得广泛的认可。R134a拥有许多令人满意的特点，但是它的低压势必需要使用更大的压缩机，进而导致系统成本相应增加。目前车用空调因其具有较低运转压力的优势，大多用R134a作为制冷剂。
90年代中期，R407C被认为可以成为R22的替代品。虽然其运转压力和温度都与R22相当，但要是系统维持与R22系统相匹配的效率就相当困难。虽然还未达到理想制冷剂的标准，R407C在欧洲还是得到了广泛接纳。R407C具备零臭氧消耗潜能值和低全球升温潜能值，许多情况下只需对R22系统做很小的改进就可以使用了，不利因素在于R407C系统在高压排气时会有较大的温度漂移。大量出口空调去欧洲的日本空调制造商都已经可以大量生产R407C的产品。然而在日本本土市场上，R407C的认可度最低，并正在逐渐被R410A取代。
美国市场和欧洲市场对蒙特利尔议定书的反应不尽相同。美国将遵守蒙特利尔议定书的要求，在2020年前逐步淘汰R22；而在欧洲，R22已经彻底告别了历史。目前在美国制冷剂的替代显得比较清晰，R407C从未受到空调制冷业的青睐，取而代之的将是R410A。第一批R410A产品是美国在1996年推出的，现在R410A约占新产品的20%。到2010年，这个数字将会接近于100%。欧洲市场使用了R407C数年后，也终于开始转向R410A。
随着制冷剂向HFC转变的逐步推进，选择制冷剂时对环境的关注也从臭氧消耗转到了全球升温潜能。空调直接且间接地影响着全球变暖。向大气排放制冷剂以及在制冷剂失去性能前的反应会直接导致全球升温。空调机的效能则会间接影响全球升温。在一台普通空调机的使用期间，发电厂为了产生电流驱动空调机而放出的二氧化碳量远超出排放制冷剂所带来的影响。最近正式生效的京都议定书已经体现了有关全球升温问题所给予的国际关注。京都议定书呼吁各国限制二氧化碳排放量，以改进能源效率。
有此背景认识，我们可预见2种趋势正同步发生：臭氧消耗类制冷剂正在被取代；系统效能正在改善。某种程度而言，驱使系统效能不断改善是来自于市场要求，然而法令法规也以前所未有的力量催促着改进步伐。到2006年，美国会将空调机的最低可接受效率提高30%。中国已经开始使用新的能效标签制度，使用能效标签空调器将跻身于世界最高效空调器的行列中。日本政府又一次提高了2007年空调最低能效比，欧洲新的法规也将在2006年出台。
显而易见，为了应对这两大同步发生的趋势，空调生产商竭力寻求同时满足要求的策略。可以肯定的是，R410A是目前世界范围内制冷剂的最佳选择。虽然优缺点参半，但较之R134a和R407C，R410A独特的优势却更吸引人。
结论
能源法规正要求更高的系统效率，同时R410A正在逐渐迈入主流。新型制冷剂有利于系统效率的提高，然而真正决定系统效率的还是压缩机、热交换器、空气冷却器和风扇电机。最后引用三菱电机的话：
“R410A的确为提高效能提供了一些微弱的优势，然而科技本身才是推动各大COP效率平稳提高的最大功臣。”

信息来源：Joe Healy   艾默生环境优化技术亚太区应用工程总监 艾默生电气（苏州）有限公司