臺灣CFC與HCFC冷媒替代發(fā)展現(xiàn)況

一、 前言

根據(jù)蒙特婁議定書的決議，大多數(shù)的國家都已將 CFC's 化合物以及其它破壞臭氧層的化學(xué)物質(zhì)加以管制。臺灣在過去十年中，已成功減少 CFC's 的使用量。其中最主要的用途是作為冷凍空調(diào)領(lǐng)域的冷媒之用。

此外，臺灣亦遵守蒙特婁議定書的決議，自 1996 年 1 月 1 日起開始限制 HCFC's 的使用量。并已由政府建立 HCFC's 的使用配額制度，目前冷媒與發(fā)泡用途占 HCHC's 使用總量的 98%。

在產(chǎn)官學(xué)界的合作下，從了解臭氧層破壞問題的重要性，到遵守蒙特婁議定書的決議，臺灣已成功的完成破壞臭氧層化學(xué)物質(zhì)減量的第一步。本文將對過去幾年的工作加以說明，焦點是放在汽車空調(diào)、家用冰箱、小型與大型空調(diào)機以及商用冷凍上。

二、 汽車空調(diào)

臺灣目前約有五百萬量的汽車，并且百分之九十九以上都配備有空調(diào)設(shè)備。由圖二所示， 1991 年約使用 2000 公噸的 CFC-12 ，其中有百分之五十是做為汽車空調(diào)冷媒之用。但自 1994 年 7 月 1 日起，新車皆不得再使用 CFC-12 冷媒。

目前臺灣新車中小型汽車所使用的冷媒為 HFC-134a ，大客車與卡車則 HFC-134a 與 HCFC-22 兩者皆有，火車車廂則主要使用 HCFC-22 系統(tǒng)。

盡管如此，舊車維修保養(yǎng)充填時所使用的冷媒仍以 CFC-l2 為主，完成換裝冷媒的舊車，據(jù)調(diào)查低于 5%。由于仍有大量的汽車空調(diào)使用 CFC-12 冷媒，為了不使這些冷媒任意被釋放至大氣中，臺灣工研院能資所建立了冷媒回收技術(shù)，其中包括了冷媒回收機設(shè)計制造技術(shù)，與冷媒換裝技術(shù)。除了將此技術(shù)移轉(zhuǎn)給臺灣廠商之外，還藉由舉辦訓(xùn)練班、研討會等方式培訓(xùn)超過 2,000 位冷媒換裝技術(shù)人員，目前由 CFC-12 換裝為 HFC-134a 的車輛估計已超過 20,000 輛。

三、電冰箱

臺灣目前正在使用中的家用冰箱約有七百萬臺，年產(chǎn)量為 450,000 至 500,000 臺， 1996 年之前，冰箱所使用的冷媒為 CFC-l2 ，箱體中的熱絕緣材料則為使用 R-11 為發(fā)泡劑，由于牽涉到成本以及產(chǎn)量與產(chǎn)品穩(wěn)定度的問題，由 CFC's 轉(zhuǎn)換至非 CFC's 的進度較慢，但仍然符合蒙特婁議定書的管制時程。

目前臺灣七大電冰箱廠主要使用 HFC-134 做為冷媒，而以 HCFC-141b 做為熱絕緣材發(fā)泡劑，自 1996 年 1 月 1 日起均已推出非 CFC 環(huán)保冰箱上市。

由于國產(chǎn)冰箱產(chǎn)品之制造技術(shù)相當(dāng)優(yōu)良，舊 CFC-12 系統(tǒng)換裝新冷媒的需求并不大。純粹由研究的角度出發(fā)，臺灣工研院能資所已進行了一些 R-22/DME 與 R-22/142b 混合冷媒的換裝試驗。

在發(fā)泡保溫材料方面，一些廠商已對使用 cyclo-pentane 來替代 HCFC-141b 進行評估，臺灣工研院能資所在經(jīng)濟部能委會的支持下發(fā)展了真空保溫片的技術(shù)，希望能替代 HCFC-141b ，目前已開發(fā)出二氧化硅粉與開孔式 PU 兩型真空保溫片，正進行冰箱與冷凍庫體試驗中，產(chǎn)品穩(wěn)定性須經(jīng)由更多的時間來驗證，制造成本也是另一個須克服的問題。

一些組織已引進使用碳?xì)浠�合物作為冷媒的冰�?(HC ，可燃物 ) ，并使用 cyclo-pentane 作為發(fā)泡保溫材料。從技術(shù)的觀點來看，碳?xì)浠�合物冷媒的效率較 CFC 冷媒高，且對于環(huán)境無害。但由于臺灣目前缺乏使用 HC 冷媒的經(jīng)驗，除非引進國外的技術(shù)，否則廠商并不容易發(fā)展 HC 的相關(guān)技術(shù)。目前，臺灣對 HC 冰箱的銷售并無限制。

四、小型空調(diào)設(shè)備

小型空調(diào)設(shè)備大致可分為箱型、窗型、分離式及中央系統(tǒng)，臺灣冷氣機市場以窗型冷氣機用量最多，窗型與分離式冷氣的年產(chǎn)量為約為一百五十萬臺，所使用的冷媒均以 HCFC-22 為主，箱型冷氣機以商業(yè)用途較多。依照蒙特婁議定書的決議，臺灣自 1996 年 1 月 1 日起開始限制 HCFC-22 的使用量。能資所以及一些制造商已開始研發(fā) R-22 的替代系統(tǒng)，在部分大學(xué)中也已進行替代 HCFC-22 冷媒的熱傳性能研究。

在許多替代 HCFC-22 的冷媒中，目前最被看好的是 R-410A 與 R-407C 這兩種混合冷媒。 R-410A 為 HFC-32 與 HFC-125 的混合物 (50%/50%) ，在臺灣將被使用在 3RT 以下的空調(diào)機，由于系統(tǒng)的高壓極高，所以系統(tǒng)各組件必須重新設(shè)計過。目前工研院能資所與兩家臺灣廠商正進行原形機的開發(fā)，第一部原形機將于今年上半年完成。

3RT 以上的空調(diào)機，則較看好 R-407C(HFC-32、HFC-125 與 HFC-134a 的混合物 ；23%/25%/52%) ，除了有 6K 的滑落溫差外，其熱力性能與 R-22 極為相似，當(dāng)然在應(yīng)用上系統(tǒng)與組件的適當(dāng)改變亦是不可避免的。 R-407C 亦被認(rèn)為可直接換裝在原 R-22 系統(tǒng)，工研院能資所正對此技術(shù)進行評估。

五、大型空調(diào)

一般冷凍空調(diào)主機型式包括離心式、往復(fù)式、螺旋式、渦卷式、回轉(zhuǎn)式五種。大噸位空調(diào)系統(tǒng)主機大多使用離心式或螺旋式。離心式冰水主機皆為進口機組，目前約有 2,800 臺主機正在使用中， 1996 年就銷售了 200 至 250 臺，舊機主要使用 CFC-l1 或 CFC-l2 做為冷媒，而新機則以 HFC-134a、HCFC-123 與 HCFC-22 冷媒為主，自 1993 年起 Trane、McQuay、Carrier、YORK 等主要國外廠牌，逐漸開始引進非 CFC's 冷媒的離心機。由于大多數(shù)的主機仍使用 R-11、R-12 冷媒，冷媒管理技術(shù)、回收回用觀念與高效能排氣系統(tǒng) (R-11 主機 ) 變得更為重要。在過去三年，大約已有 30 臺主機由 CFC-12 換裝為 HFC-134a 或由 CFC-11 換裝為 HCFC-123 ，這些工作都是由原廠在臺灣的分公司所完成。

臺灣冰水機的生產(chǎn)量約為 7,000 至 8,000 臺，壓縮機型式為往復(fù)式、螺旋式、渦卷式、回轉(zhuǎn)式。主要以 HCFC-22 冷媒為主。目前也生產(chǎn) HFC-134a 的主機。臺灣目前有兩家生產(chǎn) HCFC-22 與 HFC-134a 壓縮機的制造商，此外大部分的壓縮機皆為進口產(chǎn)品，所以未來 HCFC-22 的替代走向，將非常依賴進口壓縮機的冷媒使用種類來決定。

六、商業(yè)冷凍

商業(yè)冷凍在此泛指包括超級市場的開放型冷藏、冷凍展示柜，以及制冰機、自動販賣機等。絕大部分冷凍設(shè)備使用蒸氣壓縮系統(tǒng)，舊有系統(tǒng)所用冷媒為 CFC-12 或 R-502。新設(shè)備則使用 HCFC-22 或 R-404A 為冷媒。在經(jīng)濟部工業(yè)局的支持之下，臺灣工研院能資所成功的輔導(dǎo)自動販賣機制造廠將其生產(chǎn)線自 CFC-12 改為 R-404A 系統(tǒng)。

超級市場的冷凍系統(tǒng)目前以 HCFC-22 為主要冷媒，但未來勢必要找尋新的替代品，目前并不明朗。

為了要保持系統(tǒng)中現(xiàn)有的 CFC-12 或 R-502 ，必須做好定期檢查與保養(yǎng)。由于換裝非 CFC 冷媒的成本并不低，所以更換冷媒的系統(tǒng)并不多。

七、工業(yè)冷凍

在制程冷凍所使用到的冷媒以 CFC-l2、R-502、HCFC-22 以及 R-717( 氨 ) 為主，冷媒的使用與系統(tǒng)的工程設(shè)計、結(jié)構(gòu)、操作與維修工作有關(guān)。 1996 年之后，以 HCFC-22 使用量最大。新系統(tǒng)中， HCFC-22 搭配二次冷卻系統(tǒng)將越來越流行。

R-717 在食品工業(yè)已使用一段相當(dāng)長的時間，食品工廠或倉儲使用 R-717 搭配二次冷卻系統(tǒng)有越來越多的趨勢。這些設(shè)備都必須遵守工業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

八、結(jié)論

蒙特婁議定書簽訂后的十年間，在政府、研究單位與工業(yè)界的合作之下，臺灣已成功的在管制時程內(nèi)解決 CFC's 替代問題，并開始從技術(shù)開發(fā)及法令管制兩方面減少 HCFC's 化合物的使用量， 1996 年 HCFC's 的使用量非常接近政府所訂的上限，隨著經(jīng)濟的成長與生活水準(zhǔn)的提高， HCFC's 的使用量勢必還會增加，在替代品尚未明朗化之前，即將面對 HCFC 短缺的問題。

在所有 CFC's 與 HCFC's 替代品中， HFC-134a 將大量使用在電冰箱及汽車空調(diào)中。 R-410A 與 R-407C 則很可能使用在冷氣機中。對冰水機、商用與工業(yè)冷凍系統(tǒng)而言，目前并沒有明顯的替代冷媒出現(xiàn)，但無論如何，能源效率、環(huán)境影響與冷媒價格將是新冷媒的三個最重要因素。

近年來，藉由各領(lǐng)域的努力，臺灣已完成許多配合蒙特婁議定書的工作，并不遜色于世界其它各國，盡管 HCFC's 減量使用的時間表相當(dāng)緊迫，但是我們相信，在政府、研究單位與工業(yè)界的合作之下，必定能完成此一重要的工作。

我們決意為制冷產(chǎn)業(yè)貢獻更多優(yōu)質(zhì)冷凍材料。