3.Danfoss 冷水機組壓縮機制冷劑發展路線-張樂平.pdf

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1、1|Classified as BusinessDanfoss 冷水機組壓縮機制冷劑發展路線張樂平，教授級高級工程師，Z2|Classified as Business 趨勢及法規 制冷劑替代 丹佛斯冷水機組壓縮機產品路線 總結3|Classified as Business自2015以來2015年，歐盟F-gas法規率先開始削減HFC2019年-基加利修正案在蒙特利爾議定書淘汰HCFC 的基礎上，開始削減HFC 的生產和消費。2023/10月-美國AIM ACT：出臺限制使用某些HFCs的最終規則2023/10月-歐盟:ENVI投票通過了修訂的F-gas法規，預計2024Q1全體投票之后正式

2、發布行業反饋與挑戰行業對新的低GWP制冷劑解決方案的投資仍在繼續不同的區域削減時間表的差異意味著全球范圍內可用制冷劑的選擇會大不相同市場上制冷劑種類一直在增加，涵蓋了HCFC(R22)到新開發的HFC/HFO 和自然工質逐步提高的能效標準和制冷劑的短期變化相疊加，給未來的技術發展帶來了不確定性趨勢及法規驅動現有及未來的產品技術發展&規劃性能安全性環保性成本*AIM ACT：美國創新和制造業法案*ENVI：歐洲議會環境、公共衛生與食品安全委員會4|Classified as Business法規驅動力Eco-design生態設計指令F-gas/REACH提升季節能效（SEER,SEPR,SCOP

3、,COP）以降低間接 CO2 排放量ASHRAE 90.1&DOEAIM Act/EPAGB-Energy&Product Standards能效及產品標準區域Decarbonization低碳化Digitalization數字化數字經濟快速增長-數據中心等基礎設施建設高效制冷技術的應用利于環境的影響最小化能源結構轉型、能源從化石能源轉到可再生能源-熱泵及熱回收技術爆發逐年降低的配額和相關應用的GWP禁令降低直接CO2 排放量&潛在的PFAS 禁令-低 GWP 及自然制冷劑提升季節能效及滿負荷能效(EER,COP,IPLV,IEER)以降低 CO2 間接排放量HFC 削減計劃&GWP 清潔能源

4、設備（熱泵）增長Fit for 55&REPowerEU2030年減排55%&能源自主REpowerEU-實現極大地推動熱泵技術趨勢及法規驅動現有及未來的產品技術發展&規劃5|Classified as Business更新部分 最新F-gas協議里2024年配額與目前的計劃保持不變 2025-2026年配額會小幅下降，2026年起加速淘汰 從2025年起將計量吸入器MDI用量計入配額會導致計劃的不確定性復審2030年對禁令進行復審對2040年的配額進行復核avg.720-750Avg.580-600Avg.100-130Avg.300-310Avg.590-600歐洲F-gas削減計劃和禁令

5、Baseline：2009-2012 HFC consumption，183 million tonnes CO2 equivalent6|Classified as Business歐洲F-gas削減計劃和禁令Split A/A AC/HP12kW:12kW:750GWPMonob.(incl.CO chillers)AC/HP12kW:150GWP573&113GWP AR4All other self-cont.AC/HP:150GWP202920322027203020342024Centrif.&Screw Chiller/HPsR513A/R1234ze/R1233zdR1234z

6、e*/R1233zdR600/R660a/CO2/NH3HT HPsMonob.AC/HP50kW:150GWPCO Chillers:750GWPSplit A/W AC/HP12kW:150GWPEco-design LOT21new SEER valuesPFAS riskR32/R454BScroll Chiller/HPsR290467&67537|Classified as Business美國HFC 削減計劃及禁令AIM ActHFC 削減時間表和主要應用的GWP限值已經設定,SNAP rule持續更新可適用的低GWP制冷劑清單。2024-2026 整機生產商主要聚焦在制冷劑 G

7、WP 限值上，領先的州會率先限定更低的 GWP 值以及生效時間。建筑規范有望在2025年就位，會擴大A2L 制冷劑的應用。PFAS 的潛在影響也在研究。*Baseline 2011-2013,15 yr plan，Source:US EPA*AIM ACT：美國創新和制造業法案15%8|Classified as BusinessR32/R454BScroll Chiller/HPs467&675Chillers:750GWP CARBChillers:700GWP EPARTU/DOAS:700GWP EPA 750GWP CARB*Data Centers/CRAC:750GWP CARB

8、*Industrial Chillers:700GWP EPAVRF:700GWP EPA.750GWP CARB*90.1 exp.Review-IPLVData Centers/CRAC:700GWP EPA90.1 exp.Review IPLVCentrif.&Screw Chiller/HPsR513A/R1234ze/R515B/R1233zdR1234ze/R1233zd150&1573,298&1DOE Review of Unitary/Resi Min.Eff.Next transition timing unclear美國HFC削減計劃和禁令AIM Act20292032

9、2027203320342024202520232026*CARB,加州空氣資源委員會9|Classified as BusinessChiller&HP 19577 upgrade Centrif.&Screw Chiller/HPsScroll Chiller/HPsR410A/R32 R134a/R513A/R1234ze/R515B/R1233zd中國F-gas 削減計劃2029203520242023*Baseline 2020-2022,Start from 202410|Classified as Business 趨勢及法規 制冷劑替代 丹佛斯冷水機組壓縮機產品路線 總結11|

10、Classified as Business制冷劑替代替代技術多樣化ARI 空調工況制冷劑GWP(AR4)GWP(AR5)GWP(AR6)壓比理論 COPVCCkJ/m3吸氣聲速m/s吸氣密度kg/m3理論焓升KJ/kg標準沸點溫度滑移Ts=54.4溫度滑移Ts=7.2臨界溫度組分（質量分數）安全等級12|Classified as Business制冷劑安全等級應用場景成本效率GWP(AR5)PFAS 風險R32A2L50-800kW AC/HP/4管制機組,A/W&W/W 機組最優高677無R454BA2L接近最優接近高467有R1234ze/R515BA2L/A1250kW 到 MW 級

11、AC/HP 冷機機組,尤其適合W/W機組中等高/低密度1/299低R471AA1同R1234ze,最可能的A1,GWP150的替代物中等高/低密度146低R454CA2L潛在 A2L過渡制冷劑/可作為R290替代物用于R290受限的場景中等高/有滑移146有R290A3目前機組冷量 150kW,有可能擴大到800kW AC/HP/4管制機組,A/W&W/W 機組中等高/中密度3無R744(A1)A1在冷凍冷藏和熱泵領域廣泛應用高高/需要較低的氣冷器溫度1無R600a/R600A3是未來替代R1234ze,R1233zd 的天然工質，尤其在高溫W/W 熱泵以及大型冷水機組系統。高高（高溫熱泵）3

12、無制冷劑替代無完美解決方案代表52%的認證的冷水機組代表25%的認證的冷水機組13|Classified as Business制冷劑替代GWP 越低越安全盡可能使用天然制冷劑安全標準需要就位建筑規范和當地安全監管機構要保持一致采用節能組件&解決方案目標為可接受的ROI采用低GWP的合成制冷劑市場上已有采用低GWP制冷劑的系統/組件盡早采用低GWP的制冷劑(吸取2015年起歐盟的經驗)，避免制冷劑價格上漲的風險14|Classified as Business 趨勢及法規 制冷劑替代 丹佛斯冷水機組壓縮機產品路線 總結15|Classified as Business丹佛斯冷水機組壓縮機產品路

13、線基于壓縮機技術&能力范圍800kW3MW低壓碳氫制冷劑R600/R600a低壓HFO 及HFO 混合物HFO-1234ze/1233zd:GWP=1(A2L/A1)R515B:GWP 292(A1)中期遠期至2026/27以后低壓HFC 混合工質R513A:GWP 573(A1)系統能力.歐洲北美/中國From 2024/25From 2025/26-CNR大型冷水機組/熱泵離心/螺桿200kW高壓HFC/HFO 混合工質R32:GWP 675(A2L)R454B:GWP 467(A2L)輕型商用冷水機組/熱泵變頻渦旋&渦旋并聯中壓HFO 混合物&碳氫制冷劑R290:GWP 3(A3)HFO

14、 Blend(R454C,)150(A2L)Non-TFA Blend150(A2/A2L)16|Classified as Business制冷量(Tons)02004006008001000120014000255075100125150175200225250275300325350375400TGS520:90-150 TRTGS390:70-120 TRTGS310:60-90 TRTGS230:40-70 TRTTS400:90-150 TRTTS350:70-120TRTTS300:60-90 TR制冷量(kw)TTH375:75-115 TRTGH285:70-90 TR風冷/

15、水冷應用水冷應用R-134a 優化的 R513AR-1234ze drop-inR-515BR1234ze 優化的TGS490:110-140 TR4254501600TGS380:88-110 TRTTS700:130-200 TRR1233zd 優化的VTX1600 375-450 TRVTX1350 300-400 TR多種制冷量應用VTCA400丹佛斯冷水機組壓縮機產品路線磁懸浮Turbocor17|Classified as BusinessMultiRefrigerant R410A/R452B/R454BR32定速渦旋變頻渦旋單冷熱泵DSF 090/100/115/130/155

16、/175/200 DSH 090/105/120/140/161/184單冷熱泵水水熱泵Rating(TR):60Hz 45F/130F/SH20F/SC10FRating(kW):50Hz 5 C/50 C/SH10K/SC0K 單熱衛生熱水低溫空氣源熱泵PSH Medium VIPSH Large VIH seriesDSH 240/295/381/485/600DSF 240/270/295/325/485/530VZH 088/117/170VZF M/L 14-29TVZH 088/117/170 VIVZH59f 4-7TVZH67f 8.5-11T丹佛斯冷水機組壓縮機產品路線渦旋

17、壓縮機中期發展18|Classified as Business定頻渦旋變頻渦旋單冷冷熱熱泵(R290)DSG L 20-40T單制熱熱回收工業熱泵(R600a/R600 and HFO)Low Pressure(i.e.R1234ze)Medium Pressure(i.e.R290)DSN M 10&15T DSN L 20-40TPSG Large Rating(TR):60Hz 45F/130F/SH20F/SC10FRating(kW):50Hz 5 C/50 C/SH10K/SC0KRating PSG:50Hz 20 C/90 C/SH10K/SC0KPSG Medium DSN

18、 XL 50TVZN M 86/104/140/175cc 11/14/18/23TVZN S 82cc10TVZN L 220cc26T丹佛斯冷水機組壓縮機產品路線渦旋壓縮機遠期發展單冷冷熱熱泵(R290)19|Classified as Business總結 國際趨勢和相應法規加速了淘汰高GWP 制冷劑進程，綠色低GWP 制冷劑是未來.持續提高系統效率的需求不會受制冷劑過渡的影響而降低，但替代制冷劑的適用性會受到更為關注.脫碳的要求推動了以熱回收&冷熱聯供的熱泵系統為核心的能源綜合利用，法規需支持熱泵系統制冷劑的發展.對于采用A2L/A2和A3可燃制冷劑系統的場地、安裝和服務需要關注相應的法規：ISO5149/EN378/GB9237應及時更新.Danfoss持續綜合考慮效率、成本、安全和環保因素，致力于開發盡可能低的GWP的解決方案。我們將低GWP 的HFOs及其混合物、自然工質的解決方案作為首要任務。