數(shù)據(jù)中心浪潮起，制冷技術(shù)在變化

ninefive 發(fā)布于2019-04-29 14:22 / 2270人閱讀

摘要：制冷劑市場和產(chǎn)品在過去的年發(fā)生了巨大的變化，因為人們對一些制冷劑產(chǎn)品破壞環(huán)境的認識導致其逐步淘汰和更換。制冷劑的全球變暖潛能值將需要降至以下，以確保遵守氣體法規(guī)。

制冷劑市場和產(chǎn)品在過去的30年發(fā)生了巨大的變化，因為人們對一些制冷劑產(chǎn)品破壞環(huán)境的認識導致其逐步淘汰和更換。當然，這也對數(shù)據(jù)中心行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生重大影響，并面臨著盡可能保持環(huán)境友好的挑戰(zhàn)。

氯氟烴（CFCs）在20世紀50年代被譽為是制冷劑的一個巨大技術(shù)飛躍，這些無毒和非易燃的制冷劑成為了當時采用的二氧化硫和甲基氯等制冷劑的完美替代品。20世紀70年代，人們對于環(huán)境問題有了更深入的了解，并確定氟氯化碳是導致臭氧層變薄的主要原因（其作用可以保護地球免受有害的紫外線輻射），這促進了“蒙特利爾議定書”的簽定，該協(xié)議在20世紀90年代實施，并最終淘汰了氟氯化碳和氟氯烴等制冷劑。

為了取代氟氯化碳和氟氯烴，制冷行業(yè)廠商開發(fā)了另一族碳氟化合物：氫氟烴（HFCs）。同樣，這種制冷劑也是無毒且不易燃的，并且具有臭氧零消耗的特性，這些產(chǎn)品如今廣泛用于冷卻行業(yè)。然而，隨著人們對氣候變化和溫室氣體排放的日益關(guān)注，這些制冷劑具有很高的全球變暖潛能值（GWP）。因此，加強進一步的監(jiān)管以逐步減少這些產(chǎn)品的使用量，同時開發(fā)其他的替代品。

選擇有限

碳氟化合物的問題在于選擇有限。通常，全球變暖潛能值（GWP）較低的碳氟化合物的分子必須是不穩(wěn)定的，并且能夠在大氣中快速分解。其結(jié)果是大多數(shù)全球變暖潛能值（GWP）較低的碳氟化合物也表現(xiàn)出一定程度的可燃性，雖然遠低于高度易燃的碳氫化合物。

值得注意的是，非氟碳制冷劑已經(jīng)廣泛使用多年。氨水已經(jīng)被用作制冷劑超過150年，并且在可以處理其毒性和可燃性的應(yīng)用中仍然是一種極好的選擇。同樣，碳氫化合物（如丙烷和丁烷）已被廣泛應(yīng)用，即使它們是高度易燃。幾乎所有在歐洲銷售的家用冰箱和冷凍柜的制冷劑都含有碳氫化合物。隨著制冷行業(yè)面臨越來越高的運營壓力，主要成分為二氧化碳的干冰也在大量使用。大多數(shù)大型超市的制冷設(shè)備中使用干冰。需要指出的主要一點是，大多數(shù)全球變暖潛能值（GWP）較低的替代品無法應(yīng)用到現(xiàn)有設(shè)備中，這一事實對制冷行業(yè)構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)。

為了控制和逐步減少氫氟碳化合物的使用，歐洲從2015年1月開始實施歐盟溫室氟化氣體法規(guī)，簡稱為F氣體法規(guī)。這解決了兩個方面的問題：首先，具有F氣體配額上限和逐步下降過程。2015年的上限是根據(jù)2009－2012年的平均總銷售額設(shè)定的，這形成了所謂的F氣體配額。能夠在2009－2012年期間展示其銷售額的制冷企業(yè)然后按其比例從配額中獲得分配。該配額基于二氧化碳當量噸而非實際噸數(shù)。因此，制冷企業(yè)可以銷售的實際數(shù)量與該產(chǎn)品的全球變暖潛能值（GWP）相關(guān)聯(lián)。基本上，制冷劑的全球變暖潛能值（GWP）越高，制冷企業(yè)的銷售額越少。這意味著制冷行業(yè)迅速轉(zhuǎn)向采用降低全球變暖潛能值（GWP）產(chǎn)品。

為逐步減少氫氟碳化合物的采用，其配額將隨著時間的推移而減少。因此，2016年和2017年，配額減少了7％，但在2018年，配額減少了37％，這對氫氟碳化合物的價格和供應(yīng)產(chǎn)生了巨大影響。逐步減少將持續(xù)到2030年，直到原來總數(shù)的21％。

其次，F(xiàn)氣體法規(guī)的另一方面是面臨一系列禁令，旨在快速減少高全球變暖潛能值（GWP）產(chǎn)品的使用，并隨著時間的推移降低制冷劑的全球變暖潛能值（GWP）總量。這些在2020－2030年期間生效。

雖然F氣體法規(guī)僅適用于歐洲，但世界其他國家現(xiàn)已同意并正在批準“基加利協(xié)定”，該協(xié)議基本上反映了F氣體法規(guī)在全球?qū)嵤⒅鸩綔p少和禁止使用氫氟碳化合物。

那么將如何影響采用制冷劑的行業(yè)？制冷劑最大的消費者之一是零售業(yè)，而該行業(yè)領(lǐng)域選擇的是R404A，也恰好是全球變暖潛能值（GWP）最高的產(chǎn)品之一略低于4000。因此，超市和零售商一直面臨著全球升溫潛能值替代品的巨大壓力，在過去的幾年里，大多數(shù)企業(yè)轉(zhuǎn)向采用其他制冷劑－最值得關(guān)注的是廣泛用于空調(diào)和冷水機組的R410A（GWP為2088）。

如前所述，全球變暖潛能值（GWP）最低的氟碳制冷劑屬于氟丙烯的制冷劑家族，現(xiàn)在通常稱為HFO（氫氟烯烴），例如R1234yf和R1234ze。

A2L類制冷劑

A2L類制冷劑家族全球變暖潛能值（GWP）很低，但具有低可燃性。這導致了出現(xiàn)了一種新的制冷劑A2L，以反映這些產(chǎn)品和被分類為A3的碳氫化合物之間的可燃性差異。可燃性特征的差異意味著在系統(tǒng)中可以安全使用的裝藥量存在差異。制冷劑安全標準EN：378允許用戶基于占用和訪問空間來計算特定制冷劑的安全裝藥量。

空調(diào)行業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)之一是他們選擇的產(chǎn)品R410A與R134a是數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)中使用的主要制冷劑之一，并沒有非易燃的替代品。這意味著空調(diào)行業(yè)所涉及的每個人的思維和行為都會發(fā)生變化。

在過去幾年中，R32已成為R410A的替代品。具有諷刺意味的是，R32實際上是一種氫氟烴（HFC），但其全球變暖潛能值（GWP）為675（R410A為2088）。它是一種A2L制冷劑，因此在設(shè)計任何系統(tǒng)時都必須考慮其可燃性。現(xiàn)在越來越多的設(shè)備采用這種制冷劑。

制冷劑的未來應(yīng)用將會受到監(jiān)管法規(guī)的影響。制冷劑的全球變暖潛能值（GWP）將需要降至400以下，以確保遵守F氣體法規(guī)。正如人們所看到的，這意味著大多數(shù)使用的制冷劑將或多或少地表現(xiàn)出可燃性，這反過來將要求制冷劑標準演變和發(fā)展以確保這些產(chǎn)品的安全使用。

不應(yīng)忽視的是，制冷技術(shù)的發(fā)展也將發(fā)揮作用。蒸發(fā)冷卻技術(shù)不需要使用制冷劑，并在許多應(yīng)用案例中得到有效利用，特別適用于氣候干燥地區(qū)的數(shù)據(jù)中心，因為在低濕度區(qū)域水分更容易蒸發(fā)。目前正在研究使用液氮的非壓縮氣體技術(shù)。也許今后還會開發(fā)一些其他技術(shù)，它們將是必需的技術(shù)，因為毫無疑問，隨著時間的推移，當今世界需要越來越多的冷卻應(yīng)用。

因此，當人們談?wù)撝评鋭┖椭评鋾r，可以說沒有什么是不變的，只有變化是永恒的。