本期作者：Rudiger Rudischhauser   雪人集團(tuán)歐洲市場(chǎng)銷售總監(jiān)

從“工業(yè)專屬”到“中小型普及”

氨制冷的技術(shù)革命

     氨（R717）作為天然制冷劑，具有卓越的熱力學(xué)性能和零ODP、零GWP的環(huán)境友好優(yōu)勢(shì)，早在19世紀(jì)末至20世紀(jì)初氨就迎來(lái)了輝煌時(shí)刻，成為最廣泛使用的制冷劑。到20世紀(jì)前半葉，氨制冷系統(tǒng)在冷庫(kù)和制冰廠等商用場(chǎng)所大規(guī)模應(yīng)用，直到第一代氟制冷劑- CFCs合成制冷劑的出現(xiàn)，因安全方面的顧慮，氨逐漸退出民用和小型商用領(lǐng)域，僅保留在大型集中式系統(tǒng)的應(yīng)用。

     氨的壓縮機(jī)主要以開(kāi)啟式活塞壓縮機(jī)和開(kāi)啟式螺桿壓縮機(jī)這類大排量的壓縮機(jī)為主，這也使人們?cè)谥行⌒椭评湎到y(tǒng)中逐漸把氨遺忘……

長(zhǎng)期以來(lái)氨制冷系統(tǒng)主要應(yīng)用于大型工業(yè)領(lǐng)域，在中小型制冷場(chǎng)景中的推廣受到兩大制約：

●傳統(tǒng)開(kāi)啟式壓縮機(jī)存在軸封泄漏風(fēng)險(xiǎn)，且都是大壓縮機(jī)集中式系統(tǒng)，充注量難以有效控制

●相比于氟制冷劑的“簡(jiǎn)單好用”，公眾對(duì)氨的易燃性和毒性存在顧慮

     氨作為危險(xiǎn)化學(xué)品，受到應(yīng)急管理部門(mén)的監(jiān)管，2013年國(guó)內(nèi)兩起涉氨特重大事故后，液氨儲(chǔ)量構(gòu)成重大危險(xiǎn)源的臨界值由40噸下調(diào)至10噸，這也令傳統(tǒng)氨制冷系統(tǒng)很難規(guī)避淪為重大危險(xiǎn)源被嚴(yán)格監(jiān)管，進(jìn)一步造成氨制冷系統(tǒng)的推廣受限，氨制冷劑迎來(lái)歷史上的最低谷。

     簡(jiǎn)單粗暴的“氨改氟”成為時(shí)代逆流，HFCs的應(yīng)用達(dá)到歷史高峰，碳排放問(wèn)題非常嚴(yán)峻。

     隨著近年來(lái)一系列環(huán)保及節(jié)能政策的強(qiáng)勢(shì)落地，氨制冷劑逐步又被人們拾起，以低充注的方式煥新回歸。“氟改氨”重回行業(yè)主流，這一趨勢(shì)率先在歐洲興起。

歐洲在過(guò)去十余年間率先完成了從高GWP氟制冷劑向天然制冷劑的技術(shù)路線轉(zhuǎn)型。在這一進(jìn)程中，氨制冷系統(tǒng)的小型化、低充注化成為技術(shù)突破的核心方向。

歐洲首臺(tái)半封閉氨壓縮機(jī)組

政策驅(qū)動(dòng)：歐盟F-Gas法規(guī)重塑制冷行業(yè)格—史上最嚴(yán)溫室氣體法規(guī)

     歐盟于2014年出臺(tái)史上最嚴(yán)的溫室氣體管控法規(guī)：F-Gas法規(guī)。該法規(guī)對(duì)氫氟烴 (HFCs) 類制冷劑的生產(chǎn)和使用實(shí)施逐步削減 (phase-down) 機(jī)制，目標(biāo)是在2030年前將HFCs制冷劑的消費(fèi)量削減至2015年水平的21%。

     冷凍冷藏領(lǐng)域最常用的以R507A、R404A為代表的高GWP制冷劑，在歐盟市場(chǎng)早已被納入嚴(yán)格管控清單。

從“禁止”到“替代”的完整路徑

歐盟F-Gas法規(guī)并非簡(jiǎn)單地“一刀切”禁止，而是建立了一套分階段、分領(lǐng)域的管控體系：

●新項(xiàng)目禁用：高GWP制冷劑在新建設(shè)施中被逐步禁止使用

●存量管控：在用設(shè)備建立泄漏監(jiān)管制度，年泄漏率超標(biāo)必須整改

●替代激勵(lì)：為天然制冷劑（氨、CO?、碳?xì)浠衔铮┑膽?yīng)用創(chuàng)造市場(chǎng)空間

     這一政策組合拳，為氨制冷系統(tǒng)在中小型場(chǎng)景的推廣打開(kāi)了市場(chǎng)大門(mén)。

中國(guó)跟進(jìn)：雙碳目標(biāo)下的制冷劑管控加速 - 《蒙特利爾議定書(shū)》國(guó)家方案

     中國(guó)正在積極推進(jìn)《蒙特利爾議定書(shū)》國(guó)家方案（2025-2030）。根據(jù)方案，以R507A、R404A為代表的HFCs制冷劑將在2029年起禁止在新建項(xiàng)目中使用。這一時(shí)間節(jié)點(diǎn)雖然比歐盟F-Gas法規(guī)晚了9年，但其管控力度和節(jié)奏正在快速追趕。

半封閉螺桿壓縮機(jī)：從源頭解決泄漏難題

     傳統(tǒng)開(kāi)啟式氨壓縮機(jī)依賴機(jī)械軸封和聯(lián)軸器與電機(jī)連接，軸封長(zhǎng)期運(yùn)行后存在干涸、老化風(fēng)險(xiǎn)，是氨泄漏的主要源頭。

     雪人集團(tuán)旗下SRM品牌推出的SRS系列半封閉螺桿壓縮機(jī)，從設(shè)計(jì)上徹底取消了軸封結(jié)構(gòu)，壓縮機(jī)與電機(jī)一體化封閉設(shè)計(jì)，從根本上消除了軸封泄漏的可能性。

這一技術(shù)革新帶來(lái)了多重價(jià)值：

●無(wú)軸封設(shè)計(jì)：系統(tǒng)可長(zhǎng)期停機(jī)作為備用，無(wú)軸封干涸和氨泄漏風(fēng)險(xiǎn)

●結(jié)構(gòu)緊湊：體積更小、占地更少，單機(jī)小排量適合中小型制冷場(chǎng)景

●系統(tǒng)簡(jiǎn)化：減少管路焊接和潛在泄漏點(diǎn)，降低安裝成本和維護(hù)難度

     雪人SRS氨半封閉螺桿壓縮機(jī)的問(wèn)世，為氨制冷系統(tǒng)小型化及低充注的迭代升級(jí)提供了核心牽引支撐。

     秉持守正創(chuàng)新理念的工程技術(shù)人員，依托這款新型壓縮機(jī)，研發(fā)落地多款低充注型氨制冷系統(tǒng)方案。低充注在系統(tǒng)應(yīng)用上有很多方法，比如：

●采用間接制冷的方式，可以做成冷水、鹽水、二氧化碳載冷機(jī)組等形式，或二氧化碳復(fù)疊制冷形式亦可起到降低氨充注的作用

●若做成氨直接制冷的方式，可以做成分布式一體機(jī)、集約型氨制冷機(jī)房

●若依然采用集中式氨系統(tǒng)，可以在定量供液上做文章，方法有濕直膨供液、分布式重力供液、單倍循環(huán)倍率泵供液等多種精細(xì)化供液方式

●減少高低壓端液氨的緩沖空間，降低換熱器的容積等措施，都能有效減少氨充注量

總之，氨半封螺桿壓縮機(jī)讓低充注氨制冷系統(tǒng)應(yīng)用有了更多選擇。

歐洲實(shí)踐：低充注氨系統(tǒng)的多元應(yīng)用場(chǎng)景

德國(guó)Braunlage布勞恩拉格冰球場(chǎng)

歐洲首臺(tái)半封閉氨壓縮機(jī)組

     2017年，歐洲第一臺(tái)氨半封閉兩并聯(lián)螺桿壓縮機(jī)組在德國(guó)布勞恩拉格冰球場(chǎng)成功投運(yùn)。

     機(jī)組采用永磁同步電機(jī)、PLC控制和變頻驅(qū)動(dòng)，能精準(zhǔn)匹配負(fù)荷與環(huán)境變化，實(shí)現(xiàn)了高效、低充注的氨制冷系統(tǒng)。

德國(guó)冷庫(kù)“氟改氨” - 標(biāo)準(zhǔn)集裝箱內(nèi)的緊湊改造

     德國(guó)某冷庫(kù)利用原有設(shè)施，將氟系統(tǒng)改造為氨系統(tǒng)。將氨半封閉螺桿壓縮機(jī)應(yīng)用在并聯(lián)壓縮機(jī)組+氨分板換+乙二醇泵系統(tǒng)上，整套設(shè)備容納于標(biāo)準(zhǔn)集裝箱內(nèi)。這一方案極大地降低了現(xiàn)場(chǎng)安裝成本和氨的充注量，并最大化利用了原有冷庫(kù)的庫(kù)房的設(shè)施，改造成本極低。

德國(guó)啤酒廠 - 變頻驅(qū)動(dòng)+備用冗余

     德國(guó)巴伐利亞州一家擁有175年歷史的啤酒廠，在擴(kuò)建制冷工廠時(shí)以F-Gas法規(guī)和碳足跡減排為動(dòng)力，選擇氨替代R404A。采用氨半封閉壓縮機(jī)組，變頻驅(qū)動(dòng)使壓縮機(jī)完美跟隨負(fù)荷變化，雙壓縮機(jī)一用一備設(shè)計(jì)，在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)提供冗余與生產(chǎn)安全保障。這樣的設(shè)計(jì)高度匹配的啤酒廠實(shí)際的生產(chǎn)負(fù)荷的變化。即使長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)，也不擔(dān)心軸封缺油造成泄漏的可能性，維護(hù)成本極低。

全球首臺(tái)半封閉氨冷水/熱泵組合

     將廢棄的飛利浦工廠改造成可持續(xù)辦公住宅綜合體，這一項(xiàng)目采用全球首臺(tái)半封閉氨冷水/熱泵組合設(shè)備。系統(tǒng)可在夏季制冷與冬季制熱模式間輕松切換，冬季運(yùn)行時(shí)氨儲(chǔ)液器作為經(jīng)濟(jì)器提升制熱量。干冷器與高效板殼式換熱器的應(yīng)用將制冷劑充注量降至最低。半封閉壓縮機(jī)的無(wú)軸封設(shè)計(jì)有效化解了公眾對(duì)氨安全性的顧慮。

更多歐洲成熟應(yīng)用

●德國(guó)北部冷庫(kù)：氨半封閉單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)配合變頻器，相比增壓系統(tǒng)效率更高、系統(tǒng)更簡(jiǎn)單、占地更少，充注量更低

●奧地利干酪熟化室：600多名農(nóng)民組成的乳品合作社，采用2套SRS兩并聯(lián)壓縮機(jī)組，小型化氨系統(tǒng)設(shè)計(jì)，變頻驅(qū)動(dòng)使容量緊密匹配需求，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)低碳、節(jié)能運(yùn)行

●中東船用制冷系統(tǒng)：采用3臺(tái)雪人SRS半封閉氨壓縮機(jī)，替換舊設(shè)備，系統(tǒng)更緊湊高效

政策驅(qū)動(dòng)：從歐洲到中國(guó)的低碳轉(zhuǎn)型

     中國(guó)正在推進(jìn)《蒙特利爾議定書(shū)》國(guó)家方案（2025-2030），R507A、R404A等HFCs制冷劑將于2029年起禁止在新建項(xiàng)目中使用。同時(shí)，國(guó)家即將出臺(tái)涉及冷鏈行業(yè)的碳排放雙控制度體系，冷庫(kù)運(yùn)營(yíng)企業(yè)將與全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)有效銜接。

     碳排放雙控政策方向明確指向大中型冷庫(kù)加速推進(jìn)自然工質(zhì)應(yīng)用：大型制冷系統(tǒng)要求采用R717（氨）、R744（二氧化碳）及其復(fù)合制冷系統(tǒng)。

    中型制冷系統(tǒng)優(yōu)先采用R717（氨）、R744（二氧化碳）及其復(fù)合制冷系統(tǒng)，如沒(méi)條件用氨，則HFCs制冷劑的GWP值須低于1500。小型制冷系統(tǒng)監(jiān)管HFCs制冷劑的年泄漏量，年泄漏超5%將勒令整改，而自然工質(zhì)不在監(jiān)管范圍。

     在這一背景下，歐洲在中小型制冷系統(tǒng)中成功應(yīng)用低充注氨技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)中國(guó)市場(chǎng)具有重要的借鑒意義。

     中小型制冷系統(tǒng)相比大型制冷系統(tǒng)更容易控制液氨的充注量低于10噸。而且2021年發(fā)布的中國(guó)國(guó)標(biāo)《冷庫(kù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》也明確了氨制冷系統(tǒng)與場(chǎng)外民用建筑的距離相比于2010年的版本更加友好。

雪人集團(tuán)：連接歐洲技術(shù)與中國(guó)市場(chǎng)

     雪人集團(tuán)通過(guò)整合SRM歐洲技術(shù)資源，已實(shí)現(xiàn)氨半封閉螺桿壓縮機(jī)在總部福建基地的本土化生產(chǎn)。

     從至今已十載的歐洲首臺(tái)半封閉雙并聯(lián)機(jī)組，到全球首臺(tái)半封閉氨冷水/熱泵組合，再到中國(guó)云南大型冷鏈物流園項(xiàng)目的氨低充注系統(tǒng)、萬(wàn)緯物流的氨+二氧化碳復(fù)合系統(tǒng)等項(xiàng)目，雪人集團(tuán)正在將歐洲成熟的低充注氨制冷技術(shù)方案引入中國(guó)市場(chǎng)。

2019年，第2條EU產(chǎn)品線在雪人福建工廠設(shè)立

尋甸志禾綠色低碳冷鏈物流園

     位于云南昆明尋甸縣“昆明國(guó)際林產(chǎn)業(yè)園”內(nèi)，用地163畝，建筑面積約7萬(wàn)平方米，總庫(kù)容量超22萬(wàn)立方米，共63間0 ℃冷藏間，冷間采用散堆式，共設(shè)置5個(gè)氨集中式制冷機(jī)房。

     項(xiàng)目采用氨制冷系統(tǒng)，主機(jī)設(shè)備使用了雪人SRS系列氨半封閉并聯(lián)壓縮機(jī)組，搭載永磁同步變頻電機(jī)，可以實(shí)時(shí)根據(jù)冷庫(kù)的使用情況自動(dòng)調(diào)節(jié)至最佳運(yùn)行負(fù)荷狀態(tài)，配合低充注技術(shù)，使得系統(tǒng)運(yùn)行更高效、節(jié)能與低碳。

萬(wàn)緯成都新津冷鏈物流園區(qū)

     地處西南交通重鎮(zhèn)，占地面積 51,000 平方米，園區(qū)已為眾多國(guó)際知名食品企業(yè)提供區(qū)域倉(cāng)儲(chǔ)與冷鏈物流運(yùn)輸服務(wù)，共11個(gè)冷藏間，可提供-25 ℃至+15 ℃的多溫區(qū)存儲(chǔ)，配置0 ~ 4 ℃的制冷緩沖間（穿堂），以及常溫存儲(chǔ)間。

     項(xiàng)目采用R717/R744載冷系統(tǒng)，主機(jī)設(shè)備采用雪人SRS系列氨半封閉并聯(lián)壓縮機(jī)組，提供低溫庫(kù)和高溫庫(kù)的冷源，低充注技術(shù)搭配二氧化碳載冷系統(tǒng)，大幅減少系統(tǒng)內(nèi)氨的循環(huán)充注量，多并聯(lián)機(jī)組實(shí)現(xiàn)負(fù)荷自由調(diào)節(jié)和壓縮機(jī)互為備用。

     雪人通過(guò)在全球的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)表明，半封閉壓縮機(jī)技術(shù)革新、系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)與智能控制，氨制冷系統(tǒng)完全可以在中小型制冷場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)安全、高效、低充注的運(yùn)營(yíng)目標(biāo)。

     在雙碳目標(biāo)與氟制冷劑管控雙重驅(qū)動(dòng)下，低充注氨制冷技術(shù)正從“歐洲經(jīng)驗(yàn)”走向“全球方案”。

     從事工業(yè)制冷四十余年，Rudiger親眼見(jiàn)證了歐洲制冷劑的轉(zhuǎn)型之路。F-Gas法規(guī)實(shí)施后，高GWP制冷劑逐步退出，市場(chǎng)迫切需要既高效又合規(guī)的替代方案。

     氨的環(huán)保優(yōu)勢(shì)和熱力學(xué)性能無(wú)可比擬，而雪人SRS半封閉壓縮機(jī)攻克了傳統(tǒng)氨系統(tǒng)“泄漏”和“高充注量”兩大痛點(diǎn)，其無(wú)軸封設(shè)計(jì)杜絕了泄漏隱患，加上緊湊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，配合板殼式換熱器等高效部件，整個(gè)系統(tǒng)的氨充注量可以大幅降低。如今在歐洲，從冰球場(chǎng)、啤酒廠到冷庫(kù)、城市冷熱聯(lián)供，雪人SRS半封閉氨低充注系統(tǒng)已經(jīng)在各類中小型場(chǎng)景中穩(wěn)定運(yùn)行多年，它既是市場(chǎng)所需，更是大勢(shì)所趨。