節(jié)能環(huán)保型空調(diào)新技術

            上海加冷松芝汽車空調(diào)有限公司副總經(jīng)理翟淑俊 

  一、國內(nèi)客車空調(diào)業(yè)現(xiàn)狀

  據(jù)統(tǒng)計,2004年全國銷售客車121.9萬輛,其中大、中型客車7.88萬輛,輕、微型客車114萬輛。車用空調(diào)的裝機率連續(xù)五年持續(xù)高速增長。2004年大中型客車空調(diào)的裝機率已超過50%,輕型客車空調(diào)裝機率已超過30%,微型客車因價格及動力因素,空調(diào)的裝機率還比較低,但增長趨勢也很明顯。 隨著高速公路和空調(diào)客車數(shù)量的迅速增長,制造大中型客車空調(diào)機的企業(yè)也如雨后春筍般地涌現(xiàn),客車空調(diào)行業(yè)的企業(yè)數(shù)量在2003年達到了最多,超過了100家。行業(yè)中的企業(yè)的技術、規(guī)模參差不齊,魚龍混雜,競爭慘烈。可以預測,競爭的結果是行業(yè)的集中度必然增加。市場競爭第一步淘汰的是那些質(zhì)量可靠性差的劣質(zhì)空調(diào),第二步是淘汰那些技術標準落后的“過時”空調(diào)。就客車技術發(fā)展的大趨勢來看,節(jié)能環(huán)保是客車空調(diào)技術升級換代的首要條件。目前,中國客車空調(diào)的環(huán)保性要求絕大部分已滿足國家政策的強制規(guī)定,制冷劑均采用了HFC-134a,但在節(jié)能性方面差距較大。就COP一項技術參數(shù)來說,國內(nèi)目前使用的大多數(shù)客車空調(diào)在2.0~2.4之間,甚至有的廠家生產(chǎn)的空調(diào)COP值在2.0以下,這對燃油經(jīng)濟性來說是極大的浪費。

  二、客車空調(diào)環(huán)保性發(fā)展趨勢

  中國很早就已經(jīng)加入了蒙特利爾條約,議定書規(guī)定,以CFC和HCFC作為制冷劑的制冷空調(diào)產(chǎn)品,協(xié)約國必須在規(guī)定的期限內(nèi)消除。由于汽車空調(diào)中制冷劑更易于泄漏,因此,在2000年,中國政府就開始對汽車空調(diào)產(chǎn)品做強制環(huán)保認證,法規(guī)規(guī)定,在中國境內(nèi)生產(chǎn)銷售的汽車空調(diào)產(chǎn)品,一律采用HFC-134A作為制冷劑。

  從技術與經(jīng)濟的綜合角度看,HFC-134A是一種替代原先CFC-12制冷劑的最適宜的過渡性產(chǎn)品,因此它在目前全球的汽車空調(diào)行業(yè)已得到了廣泛應用。但是從其環(huán)保性上來看,HFC-134A的ODP值為0,即對臭氧層沒有破壞作用,而其溫室效應系數(shù)與CFC-12幾乎相同,都為1。隨著全球氣候變暖趨勢日益加劇而帶來的嚴重后果,世界各國研究機構和汽車空調(diào)行業(yè)都在轉向尋求新的替代工質(zhì)。目前,可尋求的替代工質(zhì)有如下幾種:HFC-152A,碳氫(HC)制冷劑和CO2制冷劑。國外研究機構及高等學府對以上工質(zhì)的應用研究已經(jīng)很深入,甚至有些國家已大膽地上規(guī)模使用。國內(nèi)有實力的高等院校和空調(diào)企業(yè)也以展開替代工質(zhì)的跟蹤研究。相信時機成熟后,汽車空調(diào)業(yè)的技術革命就會到來。

  三、客車空調(diào)節(jié)能性技術的研究方向

  近幾年,隨著金屬材料和燃油價格的上漲,不但是國家的經(jīng)濟發(fā)展政策,甚至使用客車的終端消費用戶都真真切切地感受到了節(jié)能(既要節(jié)約能源,又要節(jié)約資源)的重要性。舉個簡單的例子:一臺30KW的大客空調(diào),按能效比2.2計算,需要消耗13.6KW的發(fā)動機功耗,發(fā)動機油耗指標假設為200克/kw小時,平均每天使用6小時(公交客車遠遠超過),每年按使用5個月(熱帶地區(qū)幾乎全年),一臺客車空調(diào)一年的燃油消耗為2448kg。若能效比提高到2.8,同樣條件下,每年的燃油消耗為1944kg。每年節(jié)約了0.5噸燃油,全國的客車就可節(jié)約幾萬噸燃油。從目前客車空調(diào)的技術現(xiàn)狀看,應叢以下幾個方面來著手研究,提高節(jié)能性。

  1、優(yōu)化制冷系統(tǒng)設計、制造,提高能效比。

  國內(nèi)客車空調(diào)(尤其是大中型客車空調(diào))生產(chǎn)企業(yè)眾多,很多企業(yè)沒有產(chǎn)品開發(fā)、實驗能力,靠模仿、拼湊過日子,其產(chǎn)品的能效比根本無從談起。而與之相近的家用空調(diào)行業(yè)經(jīng)過多年的市場競爭與發(fā)展,行業(yè)集中度增強,已經(jīng)發(fā)展到重視產(chǎn)品的節(jié)能降耗,規(guī)定銷售的產(chǎn)品必須明示消費者能效比。這也是客車空調(diào)必經(jīng)之路。如在客車空調(diào)設計中優(yōu)化管片式換熱器的管流走向和分布;采用更高效換熱器形式(如平行流冷凝器等);優(yōu)化氣流走向(如利用客車的迎面風速等);增加過冷管路;優(yōu)化制冷系統(tǒng)的參數(shù),降低冷凝溫度等。以上措施的采用,可在不增加成本的條件下,明顯提高能效比。

  2、采用可變排量壓縮機技術,實現(xiàn)客車空調(diào)的能量調(diào)節(jié)。

  目前來看,可在大部分采用的活塞式壓縮機上加裝能調(diào)閥,可實現(xiàn)能量50%或100%的轉換調(diào)節(jié);采用轎車空調(diào)廣泛使用的可變排量壓縮機組合,可解決部分客車(8米以下)空調(diào)能量調(diào)節(jié)問題,但要注意解決小排量壓縮機使用的邊界條件;采用螺桿式壓縮機,可實現(xiàn)客車空調(diào)冷量的0-100%的無級調(diào)節(jié)。

  3、提高客車空調(diào)的自動化控制水平,實現(xiàn)舒適與節(jié)能的最優(yōu)化。

  自動轎車空調(diào)在國外已發(fā)展到相當高的水平,精準的控制調(diào)節(jié)不但舒適性大大加強,也完全杜絕了能量的浪費。這也是客車空調(diào)必然的發(fā)展趨勢。

  4、改善客車及空調(diào)的保溫密封,杜絕冷量的無謂損失。

  在客車上要解決發(fā)泡厚度及消除熱橋問題;在客車頂置空調(diào)上,殼體可采用輕質(zhì)的隔熱性能良好的新型復合材料。

  5、注意流線型外型設計,減少行駛阻力系數(shù)。

  現(xiàn)在客車空調(diào)向超薄型發(fā)展,在保證客車整體造型美觀和減小風阻系數(shù)方面,客車廠要與空調(diào)廠開展聯(lián)合技術設計。

  6、采用新技術、新材料,努力減輕客車空調(diào)重量。

  小型化、輕量化是技術進步的必然體現(xiàn),不但節(jié)約了原材料的消耗,而且減輕了客車整備質(zhì)量,降低了油耗。上面提到的平行流冷凝器的應用;殼體復合材料的應用;甚至傳動機構的改進,均可以達到目的。

 
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