梁志禮 袁俊魁 李楊
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)會對環(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,對促進(jìn)環(huán)境保護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:U471 文獻(xiàn)標(biāo)示碼:A
0引言
在我國汽車維修行業(yè)中,更換制冷劑時,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,這既浪費了資源,也是對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)制冷運作時,壓縮機把氣體的制冷劑加壓變成高溫高壓氣體,到達(dá)室外機的熱交換器,經(jīng)過冷凝、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)入壓縮機重新開始下一個循環(huán)(圖1)[1]。
2冷媒回收現(xiàn)狀
目前我國制冷劑回收工作處于起步階段,國內(nèi)空調(diào)生產(chǎn)量在100萬臺以上的廠家就有43家,根據(jù)調(diào)查,這些工廠在生產(chǎn)制冷劑(R22和R4 10A)過程中,排放量為每年25~65 t不等,合計約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,存儲到回收容器中(圖2)。該冷媒回收方法的特點是可以減少冷凍機油及硬顆粒等雜物進(jìn)入回收容器,缺點是回收速度慢、冷卻時間長,而且無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)過干燥過濾器干燥、凈化后,液態(tài)制冷劑保存于系統(tǒng)的儲罐中,氣態(tài)的制冷劑則由壓縮機在壓力調(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,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)壓縮機壓縮,壓力升高后從氣態(tài)側(cè)打入空調(diào)制冷系統(tǒng),對空調(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)冷媒吸出來儲存到工作罐,實現(xiàn)冷媒的回收,“推拉法”也由此得名。
4冷媒回收存在的問題及建議
4.1冷媒回收存在的問題
目前車用空調(diào)中采用的制冷劑通常有2種,一種是R12,就是常說的氟利昂,它被全球環(huán)保組織禁止使用,因為它能與臭氧發(fā)生反應(yīng)破壞臭氧層。然而,仍有一些國家在使用R12對車用空調(diào)進(jìn)行制冷。在維修這些車輛時,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,對臭氧層幾乎沒有破壞,但它卻會產(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)保的角度來看,回收制冷劑時必須使用回收機[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。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。在壓縮機的潤滑過程中,制冷機油是必不可少的,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%。為了解決這一問題,壓縮機配備了離心式油分離器,并盡可能地將制冷機油保存在壓縮機中。
在新的冷凝器中,使用過冷技術(shù),通過冷凝器冷卻液體,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。一般來說,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
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題及建議。保護環(huán)境是當(dāng)今社會的重要任務(wù),每個人都應(yīng)該具備環(huán)保意識。對制冷劑的排放回收應(yīng)該進(jìn)一步加強管理,完善法規(guī),加強監(jiān)管。
【參考文獻(xiàn)】
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[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.HNSAE12004-汽車空調(diào)制冷劑應(yīng)用現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢[R],鄭州:第九屆河南省汽車工程技術(shù)研討會,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.