全球空調需求的增長已經成為我們這個時代最關鍵但常常被忽視的能源問題之一，滿足空調的電力需求，特別是高峰用電需求，成為未來的一大挑戰；另一方面，除了能源消耗造成的溫室氣體間接排放外，制冷劑也是溫室氣體直接排放的重要來源，目前使用的大多數制冷劑具有很高的全球變暖潛力。因此，通過提高制冷水機組等主要設備的能效來降低能耗和發展低GWP制冷劑是制冷領域的迫切課題。

　　

　　“碳中和”指路

　　

　　已成為國家戰略實現“碳中和”是國家層面的頂層設計，是國家經濟長期健康可持續發展的必要條件。根據國家政策，“十四五”期間，單位國內生產總值能耗和二氧化碳排放分別降低13.5%、18%。到2030年，中國單位國內生產總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右。為實現“碳中和”，我國經濟增速可能在短期內出現陣痛，這主要體現在環境政策約束對資源配置方案的倒逼作用上。但長期來看，實現“碳中和”會加速推動我國經濟結構轉型，高能耗、高污染產能將被逐步淘汰，高新產業占經濟的比重持續提升，未來經濟發展將由科技創新驅動。實現“碳中和”目標將促使中國經濟增長方式更加綠色、低碳和更可持續。

　　

　　正如浙江省制冷與低溫重點實驗室主任陳光明教授所說：“在‘碳中和’‘碳達峰’實現的過程當中，采用優秀冷媒的產品對‘碳中和’‘碳達峰’有非常大的貢獻，所以我覺得政府、社會各方面都要強調節能意識，提高能源效率。” “可以說，各類政策和協議的提出，也在推動著行業朝著低碳節能的方向發展，也同樣推動了冷媒的切換進度。”丹佛斯（上海）投資有限公司市場部總監李愛麗也這樣表示。

　　

　　對于新冷媒替換的趨勢而言，比澤爾也認為，中國作為一個發展中的國家從冷媒替換的時間點要求方面可能不會如同發達國家那樣緊迫，但從國家的大格局來看，中國既然遵守了《蒙特利爾議定書》以及《基加利補充協議》，就定然會如期完成冷媒替換的使命。不置可否的是，如若冷媒替換現在還是處于觀望的慢速推進中，那么在項目的生命周期內很可能會發生冷媒替代及二次設計，這將會對項目及資源造成不必要的浪費。

　　

　　在當前的市場形勢下，陳光明認為新冷媒的替代存在比較多的阻力，其中最重要的是成本壓力。“生產企業對成本比較關注，新冷媒的替代或多或少都要帶來成本的上升，對于生產企業市場的推廣會有較大的影響。我認為新冷媒的替代目前來說不是特別急迫的事，按照現在國際上的規則，實際上我們還有比較多的時間來做這件事。

　　

　　隨著技術的發展，我相信成本逐漸會降下來，這樣一來生產企業就會有比較大的動力來主動推進新冷媒替代這件事。”陳光明在接受采訪時如此說道。

　　

　　浙江盾安機電科技有限公司冷水機組產品線總監柳玉春也發表了同樣的觀點，他認為，當前新冷媒的替代存在較多阻力，最大的阻力表現在以下兩個方面：首先是供應鏈不完整、不成熟，例如采用R32冷媒的風冷渦旋機組，很多配件規格不全；其次是成本問題，比如像水冷螺桿機組的替代制冷劑R513A價格很高，整機成本明顯增加，導致客戶接受度較差。

　　

　　深圳麥克維爾空調有限公司市場部經理張傳友也表示，新冷媒的機組意味著更高的造價，所以即便在技術研發領域，新冷媒的應用技術已然成熟，但何時能夠真正實現市場化，則更多的需要交給時間。

　　

　　針對目前的冷媒替代的進程和市場現狀，李愛麗也坦言，對于整個企業和行業來說，冷媒替代還有很長的一段路要走。特別是目前來看，新冷媒的應用還并不普遍，即便是目前采用的R410A、R32、R134a也屬于過渡性冷媒，再加上一系列新型冷媒的使用成本較高，綜合來看，整個行業在新冷媒的切換并大規模投入應用還需要一定的時間。

　　

　　從各產品新冷媒的替代率來看，替代率不高是普遍現象。處于“有技術儲備，但是還沒有真正進行到商用領域”的階段。不管是離心機、螺桿機組、模塊機等冷水機組，還是多聯機、單元機這類氟系統產品，新冷媒使用率普遍都不高。這點也和艾默生的判斷一致：“雖然在商用空調、熱泵、冷凍冷藏領域，低GWP值的制冷劑替代方案呼聲很高，但實際應用比例不高。”

　　

　　據陳光明表示，現在成本比較容易接受的是R22替換成R32、R410A等，這種成本上比較容易接受，所以推廣起來也比較快，技術上相對也比較成熟。所以解決成本問題的方法，陳光明認為最重要的是通過技術上的創新，其次是政府政策上的支持，還有就是提升大眾的環保意識，這些都有利于推進新冷媒的替換進程。

　　

　　以下內容和圖表均來源于《冷水機組技術新進展》（作者：王寶龍 李先庭）

　　

　　最后，我們節選了2021年3月發布的第42期制冷技術信息簡報《冷水機組技術新進展》中關于制冷劑技術發展部分的內容，以供讀者參考。

　　

　　為了滿足對能源效率和環境性能的更高要求，冷水機組相關技術得到了不斷的發展。一方面，針對制冷劑、蒸發器和壓縮機等部件進行了多項新技術研發，另一方面針對特定的應用需求也開發出了更多更高效的設備系統。在制冷劑的替代方面，聯合國環境規劃署(UNEP)給出了目前不同類型冷水機組使用的主要制冷劑，如表1《目前不同類型冷水機組使用的主要制冷劑》所示。其中，HCFC123以其良好的能效和較低的容積容量被廣泛應用于離心式冷水機組中，HFC134a是采用渦旋壓縮機、螺桿壓縮機等容積式壓縮機的大中型冷水機組的主要制冷劑，而R410A和通常用于中小型冷水機組。一般來說，HCFCs和HFCs仍然是現有冷水機組使用的主要制冷劑，這可歸因于冷水機組較長的使用壽命以及HCFCs和HFCs仍在逐步淘汰的過程中。

　　

　　隨著《蒙特利爾議定書》的197個締約方于2016年在基加利簽署了逐步削減HFCs的修正案，具有高GWP的HFCs制冷劑的逐步削減方案已經確定。因此，為目前廣泛使用的制冷劑開發合適的替代品已成為制冷技術發展中最迫切的課題之一。

　　

　　研究者們很早就在尋找新的低GWP制冷劑，但通過對化學數據庫的大規模篩選發現，現有的制冷劑很少能夠同時滿足未來制冷劑對安全性、熱力學性能和環境性能的所有要求。在這種情況下，天然制冷劑、碳氫化合物、氫氟烴)及其混合物越來越受到人們的關注。

　　

　　天然制冷劑，例如R717、R744和R718，以及碳氫化合物，由于其良好的環境性能，正被重新考慮作為冷水機組的潛在替代制冷劑。目前，尤其是在歐洲，使用GWP接近零的天然工質及碳氫化合物工質的產品在市場上獲得了較好的發展勢頭。

　　

　　R717(氨)具有良好的熱力學和流體力學性能，已經在工業冷水機組中應用了幾十年。R717的主要缺點是毒性、易燃性和對銅的腐蝕性。在工業應用中，通過合理選擇機房位置、設置氨傳感器和噴水系統、采用開式壓縮機等措施和手段，可以有效地控制這些缺點所帶來的風險。近來，R717也被考慮應用于舒適空調系統，但是這需要更仔細的管理和更加健全的建筑規范來防范可能存在的風險。

　　

　　R744(二氧化碳)是一種廣泛應用于熱泵熱水器中的高效制冷劑。但是，研究也發現，在室外環境較低， 例如室外溫度低于15°C下，制冷模式下R744系統在能效和全生命期氣候性能(LCCP)方面與采用氟化物制冷劑的系統相當。因此，R744風冷冷水機組已被引入北歐市場。

　　

　　R718(水)冷水機組可用于閉式循環制取冷凍水或用開式循環系統結構直接從水池中蒸發制備冰漿，具有較好的成本優勢。但是，吸氣壓力低、壓縮比高和吸氣密度低等因素導致采用R718的設備需要設計高容積 流量的軸流式壓縮機，這限制了其在制冷領域的應用。然而，歐洲、中東和南非也已經展示了幾種冷水機組和商用真空制冰機。

　　

　　冷水機組中常用的碳氫化合物制冷劑是HC290和。HC290和具有很好的熱力學性能，類似于HCFC22。利用碳氫化合物的最大挑戰是其高可燃性，這在很大程度上限制了最大制冷劑充注量和在室內等較為密閉空間的安裝使用。目前，碳氫化合物已成功地應用于小容量制冷系統，如冰箱和房間空調器。對于冷水機組，只有在丹麥、挪威、英國、德國、愛爾蘭、美國和新西蘭等地有小容量風冷冷水機組使用， 且安裝數量有限。

　　

　　HFOs是由氫、氟和碳組成的不飽和有機化合物，具有零臭氧消耗潛能(ODP)和極低的GWP。許多HFO制冷劑本質上是穩定的、無毒的、不易燃或輕度易燃的，其中一些具有合適的凝固點和沸點，可用于常溫下的制冷。在純HFOs中，HFO1234yf、HFO1234ze(E)、和HCFO1224yd(Z)等被廣泛應用于空調用冷水機組。

　　

　　與HFC134a具有相似的熱力學性能，GWP<1，被認為是HFC134a的一種潛在替代品。一般情況下，的容積制冷量比HFC134a低6~20%。同時，制冷系統的性能系數(COP)比HFC134a制冷系統低8~20%。但HFO1234yf系統的性能可以通過部件和循環優化來提高。HFO1234ze(E)也被認為是HFC134a的低GWP替代品。HFO1234ze(E)的容積制冷量較HFC134a系統低26%，而兩者制冷能效系數則基本相當。

　　

　　具有與HCFC123相近的能效比和1.4倍的容積制冷量，被認為是HCFC123的良好替代品。HCFO1224yd(Z)是的潛在替代品，它的COP和HCFC123接近，而的容積制冷量比HCFC123高出60%，在設計新的冷水機組時應注意這一點。

　　

　　正如前面提及，由于制冷量、可燃性等方面的差異，絕大多數純HFOs不能直接在冷水機組中直接沖注使用。因此，研究者開發了許多HFOs混合制冷劑用于制冷劑替代。其中，R444A、R445A、R450A、R513A、R515A被用于替代R134a，R514A是R123的非共沸替代品之一，R32/HFOs混合物(包括R446A、R447A、R452B等)則是的替代制冷劑。

　　

　　用于冷水機組的新出現的低GWP替代制冷劑見表2。

　　

　　盡管現有的主流冷水機組仍然采用傳統制冷劑，但領先的冷水機組制造商已經評估了這些替代品，并逐步發布了使用這些低GWP制冷劑的新型冷水機組。開利于2016年4月發布了采用HCFO1233zd(E)的離心式制 冷水機組。除此之外，他們還開發了可使用R513A的19XR離心式冷水機組、23XRV水冷式冷水機組和30XV/ XA風冷螺桿式冷水機組。2017年，特靈發布了采用R513A和R514A的離心式冷水機組，HFO1234ze(E)螺桿式冷水機組。2019年，約克公司擴展了采用HCFO1233zd(E)制冷劑的磁懸浮冷水機組產品類型。此外，其他重要的冷水機組制造商也推出了自己的采用低GWP新型冷水機組。表3列出了主要的商業化程度較高 的低GWP 的HFO制冷劑。

　　

　　在制冷劑替代過程中，《蒙特利爾議定書》和《京都議定書》發揮了非常重要的作用。許多發達國家已經逐步淘汰了HCFCs的應用，發展中國家也在2015年開始了相關的淘汰進程，并計劃在2030年前完成。歐盟于2014年發布了新的含氟氣體(F-gas)法規，即歐盟指令2014/517/EC。

　　

　　根據規定，2025年1月1日后，包括R410A在內的GWP高于750的制冷劑將被禁止在單元式空調器中使用。2020年1月1日以后，商用制冷設備中禁止使用GWP超過2500的制冷劑，包括R404A。近年來，低GWP制冷劑的商業化進程加快，尤其是HFO及其混合物。各大制冷劑、壓縮機和冷水機組制造商不斷推出與低GWP制冷劑相關的新產品。

　　

　　后疫情時代，經銷商想要實現自救，廠家的幫扶必不可少。在渠道多元化的新局勢中，構建新型的廠商關系成為必然，其最本質的特征就是廠商之間的合作能夠實現協同發展。正如行知匯營銷咨詢機構創始人邵策所說：“不論家裝還是公裝，我們要重回創業時代的狀態，大家一起敬業，一起拼搏，才可以把市場做好。”