由于联邦和州政府迅速制定的法规，美国的制冷剂格局正在发生变化。在联邦层面，环境保护署 (EPA) 必须在 10 月之前确定如何管理未来 15 年美国 HFC 生产和消费的逐步减少。在州一级，各个立法机构正在通过自己的法规，将在未来几年内严格限制使用高 GWP 氢氟碳化合物，例如 R-404A 和 R-410A。
虽然美国刚刚开始其 HFC 逐步淘汰之旅，但欧洲已经走上了几年的道路。在最近由艾默生主办的网络研讨会上，与会者能够了解英国第三大连锁超市Asda 如何成功地将其制冷系统从高 GWP HFC 转变为轻度易燃 (A2L)、低 GWP、HFO 制冷剂， R-454A。
有组织的过渡
美国的人可能不熟悉 Asda，这是一家价值 320 亿美元的英国全渠道零售商，它提供大量在线服务和通过各种实体建筑提供的服务，面积从 5,000 到 100,000 平方英尺不等。Asda 还提供加油站和大量第三方优惠，但食品占其销售额的绝大部分。
根据 Asda 建筑设计标准高级经理 Brian Churchyard 的说法，该公司在 1990 年代后期面临财务困难，当时的首席执行官明确指出制冷是一个问题，并指出它浪费了资源并严重影响了客户。这最终导致 Asda 决定从集中式制冷设计标准转向分布式设计标准。
“通过这种新技术方法，我们创建了一个系统，使 Asda 能够更好地控制和标准化其制冷资产，”他说。“随着时间的推移，所有商店都从集中式系统过渡到分布式系统，从而带来了诸如最佳投资价值、更好的运营成本、系统可靠性和减少对环境的影响等好处。”
从集中式系统到分布式系统的转变涉及移除大型 500 至 600 马力、单一、集中式单元系统，并用较小的 100 马力分布式系统或打包的模块化系统替换它们。Churchyard 说，这导致整个商店有更多的单元与展示柜紧密相连，这显着降低了制冷剂费用和维护成本，同时改进和推动了组件的标准化。这是主要优势之一，因为 Asda 可以停用系统，移除制冷剂和备件，然后将它们重新用于现有机队。
“多年来，展示柜技术最终没有被重新设计或重新思考，”他说。“Mistral 展示柜的开发是为了补充我们的分布式设计标准，有效地消除了展示柜中除展示柜照明之外的所有内部组件。它实际上是来自空气处理单元的强制通风系统，显着减少了系统的制冷剂体积，简化了我们的技术，并进一步降低了能耗。”
由于 Mistral 展示设备的设计考虑到了不可知的制冷剂选择，因此它适用于任何类型的制冷剂，无论是 HFC、CO2还是 HFO。在多年前决定采用分布式系统标准后，Asda 考虑了可用的制冷剂选项，并决定将其所有现有机组从 R-404A 转移到 R-407A，然后转移到 2012 年开始的 R-407F。公司转型Churchyard 表示，2014 年再次使用 R-448A，它提供了更显着的 GWP 收益以及能源收益。
“随着制冷机队现在在较小的分布式系统上运行，从 R-404A 到低碳影响制冷剂的全面过渡是快速、具有成本效益的，并且实际上为企业运营增加了价值，”他说。“反过来，这也让我们可以更深入地研究下一代技术，这些技术可以维护现有的分布式架构，这些架构多年来很好地满足了企业的制冷需求。”
Churchyard 说，这导致 Asda 开始在“试验而非错误”的基础上考虑其他替代方法。这包括所有主流替代方案(例如，二次系统、水冷和风冷插件、跨临界 CO2)，由于某种原因，这些替代方案与Asda 提出的大多数措施不符根据小型分布式 R-448A DX 设计标准测量的基准。
“当我们实际查看总体拥有成本和排放量，然后根据我们的基准进行衡量时，我们很快意识到，在长达 20 年的时间里，应用任何这些技术都会对成本和环境产生重大影响，”墓园说。“正是在这一点上，我们被引导再次重新考虑我们的方法。
他说，到 2022 年，法规将更加严格地控制制冷系统的选择，届时市场上将无法再购买基于 HFC 的系统，这将导致 Asda 走到今天。“因为我们已经转向了一个较小的分布式系统——通常容量大小为 100 马力——这对我们来说是一个理想的机会，可以现实地转向 HFO 或 A2L 设计标准。”
Asda 最终选择了 A2L 制冷剂 R-454A，因为它具有最佳的容量和性能，并且 GWP 为 238，低于所需的 400 GWP，以满足 2030 年配额减少 79%(与 2015 年数量相比)的要求。如果未来需要低于 150 GWP 基准，Churchyard 指出，他们将能够通过选择合适的 A2L 制冷剂来满足该监管标准，因为 A2L 的设计标准已经到位。届时，在查看市场上可用的制冷剂时，容量将成为折衷方案。
“该技术与我们现有的分布式系统架构保持一致，并且可以在很长一段时间内轻松进行更改，”他说。“我们的工程技能基础非常熟悉这项技术，因为我们已经在我们的商店内的小型插件设备上使用 A3 系统，并且 A2L 标准非常快速和巧妙地与此保持一致。”
根据新标准，Asda 每个系统只能使用 54 公斤(~119 磅)的 A2L 制冷剂，这大大低于最初可以使用的 154 公斤(~340 磅)HFC (A1) 制冷剂。分布式系统设计。这与之前集中式配置中可使用的 300 至 400 公斤(约 661 至 882 磅)A1 制冷剂相比又大幅下降，除了 GWP 和能源使用量的减少之外，这也是另一个环境效益。
安全与成功
当然，当转向轻度易燃制冷剂时，安全性成为首要问题;然而，正如Churchyard 指出的那样，可燃性较低的制冷剂很难点燃。
“通过设计和限制装药量并符合规定，只要你不能制造爆炸性环境，就没有风险，”他说。“但你必须确保适当的评估和设计标准可以证明你无法创造这种氛围。”
不过，Churchyard 表示，在查看任何类型的制冷剂时，详细评估仍然至关重要。“无论是 A3 还是 A2L 制冷剂，爆炸性环境的危险物质法规都是我们的首要任务。这些评估迫使我们深入研究进入制冷系统的每个组件的微小细节，以从安全设计的角度了解我们需要做什么。”
Churchyard 表示，总而言之，转向使用 A2L 制冷剂的分布式制冷架构是成功的。考虑到系统的整体设计，该公司在很长一段时间内减少了 94% 的排放量并节省了 20% 的能源。
“我们看到 HFO 在高环境条件下的性能增强，当时甚至制冷剂制造商都没有评估过，”他说。“我们采用混合方法，因此我们创建的展示柜和工厂设计同样符合 HFO 设计标准和 HFC 设计标准，这意味着我们可以在一段时间内分摊投资成本。当我们查看能源和制冷剂泄漏的直接和间接排放时，我们发现 HFO 一直是我们的最佳选择。”
