中国家用空调使用的制冷剂,现状是「加速淘汰R22」、「管控并逐步削减R410A和R32」、「进一步发展R290」。
R290作为下一代制冷剂,是政策要求,也是空调行业发展机遇,相当于空调行业的新能源汽车,我们自身能从中受益,还能惠及子孙后代。
2023AWE,由生态环境部对外合作与交流中心、联合国工业发展组织、中国家用电器协会共同举办的「空调器绿色低碳制冷技术成果展示暨技术路演」。
这个论坛的参会嘉宾有 :生态环境部大气司处长董文福、生态环境部对外合作交流中心总经济师杨礼荣、中国家用电器协会秘书长王雷、生态环境部对外合作与交流中心副处长郭晓林、青岛工程师李阳、TCL研发中心总经理熊军、海信制冷工程师孟亚飞、美芝制冷压缩机研发部长徐浩、海立研发中心研发经理张利。
R290空调有哪些变化
在本次活动中,美的、海尔、TCL、奥克斯、海信,展示了6款R290空调。
美的R290空调
美的展示了G2-A1N7和省电星DA401两款空调,其中G2-A1N7是国内首款R290一级能效空调,这款空调我刚拆过,感兴趣的可以看之前的拆机文章。


美的G2-A1N7

美的省电星DA401
海尔R290空调
青岛海尔空调器有限总公司工程师李阳介绍说:“从2009年海尔R290空调通过青岛市技术鉴定以来,海尔在R290空调研发上成绩突出。比如,2017年,获得TUV全球首张R290智能环保空调生产线安全证书,2020年联合研制R290二次循环技术。另外,到目前为止,海尔已经累计培训3000名R290空调售后安装维修人员,为日后R290空调的上市销售打好基础。”



我参观海尔空调工厂时,曾见到R290空调生产线,当时了解那些机型都是出口欧洲的。
TCL R290空调
TCL空调器(中山)有限公司研发中心总经理熊军说:“TCL目前已经量产了R290移动空调和*湿机除**,正在开发的新产品有26GW、35GW R290分体挂机,另外针对澳洲市场开发R290热泵热水器,针对欧洲市场开发R290三联供。”



外机
- 采用大排量双转子压缩机和小管径换热器设计方案,减少充注量,强化换热,实现一级能效;
- 优化电子膨胀阀控制,解决低温“油堵”问题,提高系统运行可靠性;
- 控制器采用防爆元器件,提高电气安全可靠性。
内机:搭载TCL智能新风健康解决方案,实现用户健康舒适新风,并通过新风换气技术,进一步提升R290应用的安全性。
奥克斯R290空调



奥克斯第三代R290空调产品主要技术创新如下:
- 压缩机采用低背压、低油量技术,降低壳体尺寸和冷媒充注量,单体能效提高2%;
- 壳体采用精益设计,模块化平台,通用性提高30%;
- 换热器应用大温差和小管径技术,在降低冷媒充注量的同时性能提升5%:
- 高耐久电控,采用密封电控盒及主动散热技术,实现气电分离,且控制器温升下降10%;
- 智能安防,采用冷媒泄漏保护技术,智能预警形成双层防火墙。
海信R290空调
海信空调有限公司制冷工程师孟亚飞介绍说:“针对R290易燃的特点,海信研发了防爆联动技术。该技术可以检测到R290制冷剂泄露,并立即开启新风功能,大量引入新鲜空气稀释室内R290浓度,降低爆炸风险。”



R290空调配置总结
- 1级能效:美的、奥克斯、海信已经推出1.5匹1级R290空调,TCL推出1匹1级R290空调。
- 防爆电控盒:R290属于易燃制冷剂,一旦泄露且接触到电火花是危险的,因此各家都在做“气电分离”,电控盒都是密封防爆设计。
- 压缩机:R290单位体积制冷量,约为R32制冷剂的52%,因此R290需要更大排量的压缩机,简单理解,如果R32需要10cc压缩机,那么R290就需要20cc排量。
- 外机重量:排量大的压缩机,外机尺寸和重量也增加,美的外机重31.6kg,海信外机重32.5kg。但采用小管径设计,又能降低外机重量,奥克斯外机重26.5kg,TCL的1匹外机重24kg,基本与R32空调相差不大。
- 小管径换热器:空调换热器管径越大,所需制冷剂越多,目前R32空调,都是7mm铜管换热器为主。R290空调改用5mm小管径,增加制冷剂流路,可减少R290制冷剂灌注量,就算泄露在房间也达不到引燃浓度。TCL和奥克斯冷凝器已改用小管径。
- 新风:空调内机引入新风,也能降低R290泄露浓度,TCL和海信空调内机都带新风。
综上分析,R290空调会加强空调电气安全设计,推动换热器向小管径(5mm甚至3mm)多流路发展。
活动所展示的6款空调,也能看到各厂商的布局和进度:
- 美的空调:美的最早量产1.5匹一级能效R290空调,并且美芝R290压缩机累计销量近1000万台,市场占比超过50%,处在行业领头地位;
- 海尔空调09年就通过青岛技术鉴定,一直低调出口欧洲,今年又在可变分流下功夫,能看到是为R290铺路;
- 奥克斯很多空调在R32外机就改为5mm管径,或许也有为R290铺路之意;
为什么R290是下一代制冷剂?
空调现在使用的制冷剂,R22会破坏臭氧层,R410A和R32的温室气体排放潜值高,造成地表温度升高,海平面上升,极端气候更频繁。
往大了说,如果不控制碳排放,干旱、洪水、台风等极端天气造成粮食减产,以后咱连吃饭都成问题。

全球地表平均温度变化曲线
第二代R22制冷剂
R22属于HCFCs氢氯氟烃类制冷剂,也就是氟利昂,R22占HCFCs使用量的80%。
R22会破坏臭氧层,导致照射到地面的紫外线强度增加,引发气候变暖效应,并诱发皮肤癌、白内障等疾病。
1987年,国际社会通过《蒙特利尔议定书》,协议于1989年逐步淘汰含氟制冷剂。联合国环境署评估报告显示,《蒙特利尔议定书》成为环境的捍卫者,自2000年以来,南极臭氧洞的面积和深度一直在缓慢改善,世界其他地区的臭氧层,也将于2040~2066年左右恢复到1980年的水平。
臭氧层的恢复,有助于避免全球0.5℃的升温,到21世纪末,预计减少1亿人患皮肤癌,数百万人免受白内障。
第三代R410A和R32制冷剂
R410A和R32都属于HFCs氢氟烃类制冷剂,R410A也是由50%R32与50%R125混合。

R410A和R32不破坏臭氧,但是其GWP值高,GWP是全球变暖潜能值,相当于在100年内的温室效应值。1.5匹空调,需要充灌1kg R410A制冷剂,在泄露或报废时,所排放的二氧化碳量为1.96吨。

我国每年家用空调产量约为1.5亿台
我国家用空调和商用空调所使用HFCs制冷剂,温室气体排放量约为1.0亿~1.5亿吨当量二氧化碳。
*四代第**R290制冷剂

R290除了易燃这个安全问题,优点特别多:
- 环保性:R290绿色低碳,无毒,不破坏臭氧层,对全球变暖影响小
- 经济性:R290制冷剂便宜,作为对比,同样是绿色制冷剂R1234yf售价是R32的30倍
- 热力学:R290热力学特征与R22、R32接近,现有空调容易改装成R290空调;R290临界温度高,高温制冷能力好,符合中国市场需求
R290空调的安全性,一方面对生产质量要求更高,二是在安装环节,对空调安装工规范操作要求比较高。
总的来说,R22、R410A和R32制冷剂,引发的环境气候问题,可能造成全球性的粮食安全风险,以及潜在的战争风险,这和每个人都相关,因此国际社会和我国都制定法律法规,强制替换为环保制冷剂,
夏天快到了,希望今年别再出现百年一遇、千年一遇的气象灾害。