節(jié)能環(huán)保型空調(diào)新技術(shù)

            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(jì),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(jī)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(jī)率已超過50%,輕型客車空調(diào)裝機(jī)率已超過30%,微型客車因價(jià)格及動(dòng)力因素,空調(diào)的裝機(jī)率還比較低,但增長趨勢(shì)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(jī)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(dá)到了最多,超過了100家。行業(yè)中的企業(yè)的技術(shù)、規(guī)模參差不齊,魚龍混雜,競爭慘烈?梢灶A(yù)測,競爭的結(jié)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)落后的“過時(shí)”空調(diào)。就客車技術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì)來看,節(jié)能環(huán)保是客車空調(diào)技術(shù)升級(jí)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(qiáng)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(xiàng)技術(shù)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(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性來說是極大的浪費(fèi)。

  二、客車空調(diào)環(huán)保性發(fā)展趨勢(shì)

  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(duì)汽車空調(diào)產(chǎn)品做強(qiáng)制環(huán)保認(rèn)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(shù)與經(jīng)濟(jì)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(yīng)用。但是從其環(huán)保性上來看,HFC-134A的ODP值為0,即對(duì)臭氧層沒有破壞作用,而其溫室效應(yīng)系數(shù)與CFC-12幾乎相同,都為1。隨著全球氣候變暖趨勢(shì)日益加劇而帶來的嚴(yán)重后果,世界各國研究機(jī)構(gòu)和汽車空調(diào)行業(yè)都在轉(zhuǎn)向?qū)で笮碌奶娲べ|(zhì)。目前,可尋求的替代工質(zhì)有如下幾種:HFC-152A,碳?xì)洌℉C)制冷劑和CO2制冷劑。國外研究機(jī)構(gòu)及高等學(xué)府對(duì)以上工質(zhì)的應(yīng)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(shí)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(shí)機(jī)成熟后,汽車空調(diào)業(yè)的技術(shù)革命就會(huì)到來。

  三、客車空調(diào)節(jié)能性技術(shù)的研究方向

  近幾年,隨著金屬材料和燃油價(jià)格的上漲,不但是國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策,甚至使用客車的終端消費(fèi)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(gè)簡單的例子:一臺(tái)30KW的大客空調(diào),按能效比2.2計(jì)算,需要消耗13.6KW的發(fā)動(dòng)機(jī)功耗,發(fā)動(dòng)機(jī)油耗指標(biāo)假設(shè)為200克/kw小時(shí),平均每天使用6小時(shí)(公交客車遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過),每年按使用5個(gè)月(熱帶地區(qū)幾乎全年),一臺(tái)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(shù)現(xiàn)狀看,應(yīng)叢以下幾個(gè)方面來著手研究,提高節(jié)能性。

  1、優(yōu)化制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)、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(shí)驗(yàn)?zāi)芰,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(qiáng),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(fèi)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(shè)計(jì)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(fēng)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(jī)技術(shù),實(shí)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(jī)上加裝能調(diào)閥,可實(shí)現(xiàn)能量50%或100%的轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié);采用轎車空調(diào)廣泛使用的可變排量壓縮機(jī)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(jī)使用的邊界條件;采用螺桿式壓縮機(jī),可實(shí)現(xiàn)客車空調(diào)冷量的0-100%的無級(jí)調(diào)節(jié)。

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

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

  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(fù)合材料。

  5、注意流線型外型設(shè)計(jì),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(fēng)阻系數(shù)方面,客車廠要與空調(diào)廠開展聯(lián)合技術(shù)設(shè)計(jì)。

  6、采用新技術(shù)、新材料,努力減輕客車空調(diào)重量。

  小型化、輕量化是技術(shù)進(jìn)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(yīng)用;殼體復(fù)合材料的應(yīng)用;甚至傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的改進(jìn),均可以達(dá)到目的。

 
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