汽车空调行业在制冷剂选择方面何去何从？

作者：Paul Weissler

欢迎访问e展厅 展厅 4 汽车与公路设备展厅 乘用车/客车, 电动/混合动力汽车, 卡车/货车, 专用车, 交通安全设备, ... 除了要花一定代价采用新的低温室效应潜值（GWP）制冷剂R-1234yf外，整个汽车空调行业还算风平浪静。这是一种单化合物制冷剂，对系统的改造要求相对较低，与R-134a制冷剂的压力-温度曲线基本一致。一切看似都是必然的选择。 但是戴姆勒公司去年9月份宣布了一项燃烧试验的结果，并明确表示其不会采用R-1234yf制冷剂，站在了整个联盟所有支持采用这种制冷剂的厂家的对面。新成立的SAE国际合作调研项目（CRP-1234-4）对戴姆勒的数据进行了分析，并于今年3月份称其支持原先合作调研项目（CRP）批准R-1234yf制冷剂的做法。这家德国汽车制造商接着便退出了新的CRP组织，称他们对安全的担忧并没有得到有效的消除。其他十家制造商形成的联盟对R-1234yf制冷剂的支持保持最初的立场。 目前在美国销售的采用R-1234yf制冷剂的车辆仅有凯迪拉克XTS和本田飞度电动汽车。卡迪拉克ATS本来要采用新的制冷剂，但是最后还是改为R-134a，因为在测试的时候在2.0L涡轮车型上出现了噪音，来自于压气机的震动。而出现的震动是因为为了采用R-1234yf而特别选择的膨胀阀的设置，以及压气机支架与发动机前支架之间的距离太近而造成的。 各厂家对R-1234yf制冷剂的承诺并不是坚不可摧的，最终都要归结到这样一个问题上：还没有其他经过验证的可行选择方案。问题是，“这趟低GWP制冷剂的列车是否已经启动？”很显然有足够的理由相信它并没有，因为至少有一点可以说明：其价格非常昂贵（每公斤88-99美元）。其次，其效率据测试要比R-134a低。再次，这种制冷剂虽然可燃性不高，但是还是可燃的。不过，其GWP值仅为4.0，而R-134a却高达1430。 还有一个SAE合作调研项目继续对AC6制冷剂展开研究，这是美希化工（Mexichem）提议的一种混合物，成分包含85%的R-1234yf、9%的R-134a以及6%的R-744（用作制冷剂的二氧化碳）。该混合型制冷剂被ASHRAE（美国采暖、制冷和空调工程师学会）命名为R445A。 CRP数据显示R445A的性能与R-134a相当，但是比R-1234yf的可燃性低。目前还有一些专利方面的问题，但是美希表示正在解决。 AC6（R445A）制冷剂的GWP值为135，低于欧盟法规的要求（150）。150被全球普遍认为是低GWP制冷剂的最高值。虽然美国环保署目前还没有要求必须要使用低GWP值的制冷剂，但是在CAFE（企业平均燃油经济性）法规中对此类制冷剂的使用将给予奖励分值。 AC6（R445A）制冷剂中R-744的含量引起了人们对制冷剂从系统中出现选择性泄漏的担忧，作为该混合化合物中压力最大的成分，其可能发生的泄漏率最高。CRP数据中一项泄漏模型显示，如果R-744含量从6%降到2%，制冷剂的性能仅下降5%。如果CRP可以提升油管的性能，其相信整个系统可以维持7年的使用寿命，而这也是该制冷剂将其性能维持在可接受范围内的周期。 汽车维修和前装装配线从来没有采用过非共沸混合制冷剂。这种制冷剂是指其中包含的成分会在制冷周期内发生改变，如同AC6（R445A）那样。CRP不得不将系统充注的可能方式都考虑在内。此外R-744与其他成分又大不相同，因此在对制冷剂充注过程进行评估的时候需要对其单独进行充注。 这种混合型制冷剂的吸引力在于其作为热泵制冷剂所表现出来的性能。雷诺新推出的电动汽车ZOE便采用了热泵，以减少电阻加热，因为后者对车辆的续航能力影响非常大。 热泵还可以用来帮助提升汽油机和燃油机的效率，这样驾驶舱加热和车窗除霜/雾所需要的废热就没必要那么多了。加热模式下的模拟测试显示AC6（R445A）制冷剂的能力要高于R-134a，而且可以在较低的环境温度下产生热量。 欧盟的反应 戴姆勒放弃R-1234yf制冷剂的决定在欧盟市场带来了一个问题，因为其A-body新车完全符合需要采用低GWP制冷剂“新类型”的描述。在GWP法规于2013年1月1日开始实施之时，欧盟执法机构便告诉其成员国不要给那些需要采用低GWP制冷剂但没有采用的车型登记注册。 德国政府环境咨询组织UBA最近也进入到这场风波中来，并提议那些承诺到2015年末会安装R-744空调系统的厂商可以享受豁免权。对UBA这个建议需要采取怎样的行动，戴姆勒和其他德国汽车制造商并不会立刻给出，他们很可能需要时间展开研究。 不过，这也使R-744回到人们的视线中来，只不过在2010年SAE CRP立项之前的一项测试显示，除了其他一些问题，相对于替代R-134a的其他一些制冷剂来说在温和的环境下，这款制冷剂表现出相对较低的全周期气候性能（LCCP）。不过，大众集团主席Ferdinand Piech最近称R-744是“很自然的选择”。该制冷剂或许可以用在美国市场，但是因为它是可以导致窒息的物质，因此必须达到美国EPA的一些要求，比如在15分钟内其浓度不能达到4%。 究竟选择怎样的制冷剂，这已经让汽车制造商头疼不已，但是在AC17方面他们还面临一个系统效率的挑战，即环保署要求到2017-25年针对空调燃油经济性需要达到的要求。AC17法规规定到2017年前要进行一个长时间周期的测试（虽然有些工程分析允许用基准测试数据替代）。2020-2025年，AC17测试数据必须要能证明油耗得到了减少，这样才能获得EPA在CAFE法规中规定的分值。 EPA与空调系统相关的分值涵盖了CAFE中对玻璃、反射涂料以及太阳下停车通风等与日照和热量管理相关的技术的分值，此外还有其他一下技术。这些技术包括：空调再加热的减少、环境温度超过24°C下再循环空气的清除、蒸发器和冷凝器性能的提升、鼓风马达及压气机效率的提升以及压气机油气分离器的利用（从而减少整个制冷系统中机油循环需要的能量）。

文章内容仅供参考 (投稿) (8/13/2013)