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根据Star Refrigeration进行的一项研究,这家总部位于格拉斯哥的公司的运营服务经理 Chris Druce 研究了制冷剂泄漏对工厂运行成本的影响。

制冷系统的效率受多种因素的影响,但制冷剂泄漏是运行制冷设备的一个重要且经常被忽视的隐藏成本。

据估计,由于设计不佳、施工质量差和缺乏良好维护,一些制冷系统有可能每年损失超过 20% 的电量。这会导致能源消耗增加、碳足迹增加和运营成本(能源和服务)增加。

那么,在这些通常“隐藏”的运行成本中,制冷用户运行效率低下的工厂需要花费多少?在 Star Refrigeration 为制冷研究所进行的一项研究中,系统内的制冷剂充注量以 2%、6.5% 和 11% 的增量减少,以模拟现场可能出现的低、中和高泄漏率. 下图说明了在这些泄漏率下相同系统的运营成本,基于所获得的 kWh 读数和 0.13 英镑/kWh 的声明平均值。

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图表表明,在所有泄漏率下,R404A 是平均运行成本最高的制冷剂,而在所有泄漏率下,年能源成本最低的是 R407A。

直接和间接排放的环境影响

制冷系统的环境影响是其直接和间接排放的总和。直接排放来自制冷剂从系统泄漏到大气中,是排放量和制冷剂全球变暖潜能值 (GWP) 的一个因素。选择低 GWP 制冷剂并拥有维护良好的系统有助于最大程度地减少直接排放。间接碳排放来自运行系统所需的电力,包括电机、风扇和其他电气设备。这种电能是在发电站或当地产生的,每千瓦时都有自己的碳排放量。确保优化性能保持电力需求,因此将发电源的排放降至最低,避免泄漏也是实现这一目标的关键。

尽管更换为低 GWP 制冷剂可以对碳排放产生影响,但工厂碳排放总量中只有 20% 是直接排放。间接排放占总量的 80%,这表明通过设计和维护确保制冷系统尽可能高效运行的重要性。

出于这个原因,从泄漏的角度来照顾您的设备是值得的。运行一个正在失去制冷剂(因此运行效率低下)的系统的能源成本通常超过维护和维修系统的成本。

Star Refrigeration 开展的这项研究使用高 GWP 制冷剂 R404A 评估了制冷剂泄漏对直接和间接碳排放的影响。该数据与包括 R449A、R407A 和 R407F 在内的替代制冷剂进行了比较。结果表明,当充注不足时,每种制冷剂的容量和效率都会显着降低。在设计条件下,R407A 测得的容量和效率最高,而最低的是 R404A。将制冷剂充注量减少到 50% 表明 R449A 以最高的容量和效率运行,而 R407A 变得最低。

泄漏率

与 MOT 和服务可以降低汽车维修成本的方式非常相似,维护包是制冷设备的预防措施。工厂的初始设计和制冷剂的选择也是影响年度能源费用和相关碳足迹的因素,因此在选择新设备时考虑这些很重要。

查看下图,可以看出在使用现代替代品进行改造时,同一系统的直接和间接碳排放之间的差异。图表说明了相同的泄漏率对碳排放的影响,表明在所有情况下,当电荷水平降低时,碳排放会增加。

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HFC 逐步减少——下一步是什么?

由于 F-gas 法规,从 2020 年起,新设备将禁止使用高 GWP 值的制冷剂,并且也将禁止使用 GWP 超过 2,500 的原始制冷剂来维修现有系统。

其中一种气体是 R404A,2020 年的淘汰导致价格上涨和制冷剂短缺,因为最终用户试图为未来储备。它的总全球变暖潜能值 (GWP) 为 3922,这意味着每释放一公斤 R404A,相当于排放 3922 公斤的二氧化碳。该行业必须对其总碳足迹负责,并且有许多其他替代品可供选择,它们对环境的危害较小,对环境的影响较小。

财务费用

制冷剂损失对间接运营成本的财务影响是巨大的。下图显示,在 70% 的制冷剂充注量下,运营成本增加了近 20%。

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资料来源:Kim, W 和 Braun, JE (2010) 制冷剂充注对空调和热泵性能的影响。国际制冷与空调会议

替换 R404A 的选项

制冷剂泄漏总是对环境有害,但某些制冷剂比其他制冷剂更糟糕,这就是为什么存在 GWP 等级。英国标准协会将 GWP 定义为“描述充分混合的温室气体的辐射特性的指数,它代表了这些气体在大气中停留不同时间的综合影响及其在吸收外发红外辐射方面的相对有效性。该指数近似于当今大气中给定温室气体相对于二氧化碳的时间综合变暖效应”。

随着 R404A 和其他高 GWP 制冷剂的时间不多了,这些制冷系统的最终用户必须着眼于未来的选择。企业主有多种选择:

  • 改造他们的工厂,以便能够使用当前首选的 F-gas 制冷剂替代品
  • 投资于具有更低 GWP 制冷剂的新系统,该系统在 F-gas 下具有更长的预期寿命
  • 投资一个新的、面向未来的工厂,该工厂使用天然制冷剂,如二氧化碳或氨,几乎没有或没有 GWP。

完全更换制冷系统可能在经济上不可行,因此我们确定了三种适用于现有工厂的改造气体:

R449A

一种具有无毒和不易燃特性的共沸混合物。R449A 的 GWP 为 1397,与 R404A 相比降低了 64.4%。适用于中低温应用。

R407A

适用于低温和中温应用的共沸混合物。

R407A 具有 2107 的 GWP 和类似的能源性能,提供与 R404A 相同的输出,但 GWP 降低了 46.3%

R407F

另一种无毒、不易燃的共沸混合物。1825 的 GWP 比 R404A 降低了 53.3%。

所有这三种制冷剂都有温度滑移,这意味着制冷剂在蒸发和冷凝过程中温度会发生变化。在进行任何改造工程之前,我们建议由合格的承包商或顾问对系统进行评估,以确保其适合使用这些制冷剂运行。

更节能、更经济的制冷

制冷剂泄漏是运行制冷设备的重要且经常被忽视的隐藏成本。HFCs的价格急剧上涨,这是确保系统不泄漏的另一个原因;近年来,高 GWP 制冷剂的成本增加了 1000% 以上。这些制冷剂供应短缺,因此最终用户需要决定如何继续冷却其业务资产。

泄漏系统实际上是在泄漏金钱,但不要忘记工厂的能源效率也会影响其碳排放和能源费用。维修制冷设备和投资于低 GWP 制冷剂的总体成本通常低于多年来运行效率低下的设备的成本。

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