[汽車之家 技術(shù)]  上周我們報道了這樣一則新聞,，寶馬i3的空調(diào)系統(tǒng)加注了新型的制冷劑——R1234yf,，而奔馳則在為拒絕使用新型制冷劑（經(jīng)過試驗，他們發(fā)現(xiàn)R1234yf制冷劑存在起火隱患）跟法國政府爭得不可開交,。如果你不了解這件事的緣由,，可以點擊《又一場革命？寶馬i3使用新型空調(diào)制冷劑》,。兩個德系品牌為什么在R1234yf制冷劑的使用方面持有不同的態(tài)度我們暫先不論,，可以肯定的是，汽車空調(diào)制冷劑即將迎來新一輪變革,，這在歷史上已經(jīng)經(jīng)歷過3次了,。

● 第一代：制冷劑誕生

關(guān)鍵詞：能用即可

★ 發(fā)明制冷系統(tǒng)的人曾經(jīng)是位金匠

　　人類的需求是推動歷史前進的源動力，制冷技術(shù)就是這樣應(yīng)運而生,。1834年,，Jacob Perkins這個來自美國的發(fā)明家向外界展示了它所研制的蒸汽壓縮制冷循環(huán)技術(shù)，這算是開啟了人類在制冷技術(shù)的大門,，當時使用的制冷劑為乙醚,。

★ 使用什么樣的制冷劑則仍處探索之中

　　在這之后，圍繞制冷劑的發(fā)明和變革始終沒有停息過,。當時那個年代所采用的制冷劑大多為比較容易獲得的流體（液體和氣體的總稱）,，比如，乙醚,、水/硫酸,、酒精、氨/水等,，而讓我們關(guān)注的是,，在那時就有人提出用二氧化碳作為制冷劑的方案，不過，由于技術(shù)的限制,，二氧化碳的特性并沒能被充分挖掘出來,。總體來看,，這一階段所誕生的制冷劑種類均以化合物（兩種或兩種以上的元素組成的純凈物）為主,。到了1885年，有個叫Pictet的人提出的見解與大多數(shù)人不同,， 他的設(shè)想是將硫酸與碳氫化合物的混合物作為制冷劑,。

　　同年，有個叫卡爾·本茨的德國工程師制造了世界上第一輛汽車,，并于1886年1月29日申請專利,，當然，在那時,，人們對于汽車的需求僅僅停留在能跑的基礎(chǔ)上,。

　　經(jīng)過大量的論證，Carrier和Waterfill兩個人將一直停留在紙上談兵階段的理論基礎(chǔ)于1924年進行了實踐,，在制冷劑的選擇上,，他們排除了一些有著明顯缺陷的物質(zhì),，比如,，上面提到二氧化碳以及對金屬有腐蝕的四氯化碳等，最終,，二氯乙烷成為在第一臺離心式壓縮機中循環(huán)的制冷劑,。

● 第二代：制冷劑正式投入使用

關(guān)鍵詞：穩(wěn)定性，汽車裝配空調(diào)

　　以“能用即可”為需求的第一個時代就這樣走過了百年,，而隨著商業(yè)化的不斷推進,，制冷技術(shù)在1931年進入第二個時代，在接下來的的幾十年里（1930年至1990年）,，新開發(fā)的制冷劑無論是在安全性還是在耐久性方面都超越了第一個時代里誕生的產(chǎn)品,，因此，新舊交替勢在必行,。

★ 制冷技術(shù)的運用

　　20世紀初,，制冷技術(shù)開始在大廈中投入使用，它開始成為調(diào)節(jié)大廈內(nèi)部溫度的主要手段,，位于美國德克薩斯州的梅蘭大廈是第一個整體裝配空調(diào)的高層建筑,。

　　第一輛裝有空調(diào)的汽車則要等到1939年才出世，它出自美國的Packard汽車公司,，Packard在當時是一個豪華汽車品牌,。

★ 制冷劑技術(shù)逐漸成熟并廣泛投入使用

　　在技術(shù)上，新型的制冷劑已經(jīng)具備實際應(yīng)用并廣泛推廣的條件，與此同時,，人們在制冷方面的需求也急劇增加,，這促使了一個黃金時代的出現(xiàn)，毫無疑問,，對于制冷劑制造業(yè)而言,，它開啟了一個非常好的年代。

　　幾乎是在同一時間,，新型制冷壓縮機也被研制了出來并很快投入商業(yè)化生產(chǎn),，隨即，制冷設(shè)備進入家庭,。為了更進一步優(yōu)化制冷設(shè)備性能,，一系列新型制冷劑的研發(fā)工作也一并展開，杜邦公司是推動其發(fā)展的重要角色,，它們將這種含有氯元素的制冷劑命名為氟利昂,。

　　事實上，在接下來的30年里,，有很多種氟利昂被研制出來,，其中一種名為R12的制冷劑（二氯二氟甲烷）是我們所熟悉。如今,，在一些年頭較長的汽車上,，我們還是能見到加注有R12制冷劑的空調(diào)系統(tǒng)。當時,，它被廣泛的應(yīng)用于家用冰箱等低溫儲藏設(shè)備中,，而在汽車空調(diào)領(lǐng)域使用的唯一制冷劑也是R12。

★ 人們發(fā)現(xiàn)第二代制冷劑在環(huán)保方面存在很大問題

　　這樣的發(fā)展持續(xù)了50年,，1974年,，Molina和Rowland發(fā)現(xiàn)，氟利昂泄漏到空氣中后會釋放破壞大氣臭氧層的氯,，人們也發(fā)現(xiàn)了在南極上空出現(xiàn)的臭氧層空洞,，這無疑會加劇溫室效應(yīng)的程度。有關(guān)氟利昂的一些負面聲音開始涌現(xiàn),，進而引發(fā)了整個社會對于氟利昂的關(guān)注,，這也促使制冷劑又一次變革的到來。

● 第三代：降低制冷劑對溫室效應(yīng)的影響

關(guān)鍵詞：放棄含有氯元素的R12

　　第三代制冷劑將側(cè)重點放在環(huán)保方面,，在確保制冷劑效果的同時,，還要盡可能的避免其對環(huán)境的危害。于是,，為了適應(yīng)未來發(fā)展需要,，制冷劑的生產(chǎn)廠商開始投入到環(huán)保型制冷劑的研發(fā)之中。

★ 環(huán)保型制冷劑是如何認定的

　　所謂環(huán)保型制冷劑，它基本以兩個數(shù)值作參考,，一個是評估臭氧層損耗物質(zhì)的ODP值,，另一個是GWP值（全球變暖潛能值），它是以二氧化碳對溫室效應(yīng)的影響為標準,，比如,，GWP＞150，那就意味著這個制冷劑給溫室效應(yīng)帶來的影響是二氧化碳的150倍,。上面說到的R12制冷劑的GWP則在10000以上,。

　　1985年3月通過的《保護臭氧層維也納公約》以及1987年9月通過的《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》對新型制冷劑的研發(fā)和發(fā)展起到了正面的作用，它主要明確了鹵代烴類制冷劑（氟利昂）會對環(huán)境造成不良影響,，一些發(fā)達國家在這方面的表現(xiàn)比較積極,，最終確定沒有氯元素的氫氟烴類制冷劑將作為第三代制冷劑的標準產(chǎn)品。

★ 應(yīng)用于汽車空調(diào)的新型制冷劑誕生 

　　對于汽車空調(diào)系統(tǒng)來說,，無毒且狀態(tài)穩(wěn)定的R134a作為R12制冷劑的替代品,。R134a制冷劑的GWP值為1430左右，這已經(jīng)比第二代制冷劑對溫室效應(yīng)的影響減輕了許多,。自從R12制冷劑在我國被取締后的10余年里,，R134a制冷劑都是汽車空調(diào)的唯一制冷劑。

★ R134a制冷劑的環(huán)保問題也被暴露出來

　　雖然第三代制冷劑的出現(xiàn)成功地減少了對大氣臭氧層的影響,，但在這期間,，溫室效應(yīng)仍呈現(xiàn)出日趨嚴重的態(tài)勢，全球平均氣溫上升以及兩極冰川融化都在催促著人類要為這一切做出改變,。

　　在1997年通過的《京都協(xié)議書》中,，氫氟烴類制冷劑被劃分到會造成溫室效應(yīng)的物質(zhì)范疇中,，在這份協(xié)議書中規(guī)定,，在2008年至2012年間發(fā)達國家的溫室氣體的排放量要在1990年基礎(chǔ)上平均降低5.2%，那時,，還沒有人能斷言未來的制冷劑將會朝哪個方向發(fā)展,，但可以肯定的是下一次變革即將到來。

● 第四代：進一步降低制冷劑對環(huán)境的影響

關(guān)鍵詞：歐盟法規(guī) 奔馳拒絕使用新型R1234yf制冷劑 寶馬i3加注R1234yf制冷劑

　　在第四代制冷劑的探索階段,，發(fā)達國家仍是主力，而包括中國在內(nèi)的一些發(fā)展中國家也投入了相應(yīng)的研發(fā)力量,。根據(jù)歐盟《汽車空調(diào)系統(tǒng)指令》的規(guī)定,，從2011年開始，所有在歐洲銷售的新款車型都必須使用GWP低于150的制冷劑,，而等到2017年,，所有在歐洲銷售的汽車都要使用低GWP值的制冷劑。R134a制冷劑的GWP至為1430，顯然,，它無法滿足歐盟的這一要求,。

　　一直致力于制冷劑研發(fā)與生產(chǎn)的杜邦公司依舊是整個行業(yè)的引導(dǎo)者，它們在2010年與霍尼韋爾公司組建了合資公司,，其主營業(yè)務(wù)便是研發(fā)生產(chǎn)新型制冷劑,，依據(jù)雙方簽訂的協(xié)議，杜邦公司和霍尼韋爾公司將共同設(shè)計,、建造并運營一家生產(chǎn)新型制冷劑的世界級工廠,，該工廠生產(chǎn)的這種制冷劑可滿足歐盟針對汽車空調(diào)系統(tǒng)使用低GWP值產(chǎn)品的法規(guī)要求，而在產(chǎn)品銷售方面,，兩家公司則采用了各自為營的方式,。

　　對于這次合作，杜邦公司化學(xué)品與氟產(chǎn)品全球總裁Gary W. Spitzer 說：“這種新型制冷劑將使汽車行業(yè)減少汽車對環(huán)境的影響,，并且其成本大大低于其它替代產(chǎn)品,。杜邦相信，我們與霍尼韋爾的合作是強強聯(lián)手,，將促使汽車業(yè)界更快地實現(xiàn)環(huán)境效益,。近一個世紀來，杜邦為汽車產(chǎn)業(yè)提供了眾多創(chuàng)新科技,，而杜邦在推出R1234yf制冷劑的過程中所起的作用是又一個極佳的范例,。”

　　2007年,，杜邦公司和霍尼韋爾公司共同向汽車行業(yè)推出了R1234yf制冷劑,，R1234yf制冷劑的GWP值為4，它比歐盟法規(guī)要求的GWP值低97%,。汽車制造商和國際汽車工程師學(xué)會（SAE）組成的研究小組對這種制冷劑的安全性和制冷效果等領(lǐng)域進行了廣泛的測試,，最終，R1234yf被認定為在環(huán)保和市場需求方面最適合未來發(fā)展需要的一種制冷劑,。

　　除此之外,，還有一些廠商試圖研制以二氧化碳為主的制冷劑，二氧化碳在200年前的制冷劑發(fā)展初期就曾設(shè)想將其運用到制冷領(lǐng)域中,，但因當時未能在制冷技術(shù)上有所突破,，所以，二氧化碳制冷劑就此塵封�,，F(xiàn)如今,，雖然技術(shù)方面已經(jīng)有所突破，但目前所使用的且已經(jīng)十分成熟的空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)則要隨著制冷劑的革新進行全面調(diào)整,，這顯然不是大多數(shù)廠商想看到的結(jié)果,。（生產(chǎn)使用R134a制冷劑的壓縮機的生產(chǎn)線無法生產(chǎn)二氧化碳壓縮機,，屆時，所有設(shè)備將會淘汰,，對于企業(yè)而言,，經(jīng)濟壓力會很大）相比之下，讓R1234yf制冷劑代替R134a制冷劑的呼聲最高,，而保留現(xiàn)有汽車空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是大多數(shù)廠家支持R1234yf制冷劑成為主流的第四代制冷劑的原因,。

　　寶馬在上周推出的i3就加注了R1234yf制冷劑，表面上看,，寶馬在制冷劑的使用上走在了行業(yè)的前面,，不過，奔馳的態(tài)度則與之剛好相反,，他們拒絕使用這種新型制冷劑,，給出的理由是當R1234yf制冷劑泄漏時就會存在很大的起火隱患，而現(xiàn)階段,，其它類型的制冷劑還處于驗證階段,，所以，奔馳決定暫時不對制冷劑進行改變,，但此時已超過了歐盟對于新款車型使用低GWP值制冷劑的期限,，法國政府以此為由拒絕了三款奔馳汽車在當?shù)氐匿N售請求。

　　在得知奔馳事件后,，杜邦公司也站出來表態(tài),，它們愿意幫助奔馳解決目前所面臨的問題。在歐盟針對新型制冷劑的規(guī)定及執(zhí)行方面,，行業(yè)里也出現(xiàn)了一些質(zhì)疑的聲音,，“為什么只針對奔馳的新款車型？難道其他廠商都使用了R1234yf制冷劑嗎,？它們不知道這種R1234yf制冷劑可能會起火嗎,？”

　　汽車廠商對于政策的理解是最透徹的，歐盟規(guī)定了從2011年開始,，所有在歐洲銷售的新款車型都必須使用GWP低于150的制冷劑,，2011年的時間節(jié)點僅對新款車型進行限制，所以,，在2011年注冊的汽車是可以使用R134a制冷劑的，而這所謂的新款車型還包括在2011年注冊車型的衍生車型,，即便是兩個不同的品牌,，只要相互有傳承關(guān)系，就不受歐盟法規(guī)的約束,。舉個典型的例子,，有報道稱,，即將在2013年11月全球首發(fā)的保時捷Macan同樣未使用新型制冷劑，廠商把它劃定為奧迪Q5的衍生車,，因此,，可以繼續(xù)使用R134a制冷劑至2017年。

　　對于那些不存在衍生關(guān)系的新款車,，為了進入歐洲市場,，廠商不得不采取一些規(guī)避歐盟法規(guī)的辦法（既要滿足法規(guī)要求，又要保證制冷劑的安全性）,，例如先用加注有R1234yf制冷劑的車型進行注冊,，之后再統(tǒng)一將制冷劑更換為R134a。目前,，歐盟對這種情況尚無明確定論,。

我國的在第四代制冷劑領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀

　　不得不承認，我國在新型制冷劑的推進方面確實不如歐洲國家迅速,，有業(yè)內(nèi)人士表示：“作為發(fā)展中國家,，我們既要使用和開發(fā)符合歐盟要求的制冷劑，也要考慮到自身情況,，不能完全照搬歐洲標準,，制冷劑的替換也關(guān)系到國家的資源和利益，如果能更充分的掌握新型制冷劑的研發(fā)制造技術(shù),，那么,，在未來就不必花費大量資金進口新型制冷劑，這對于一個汽車大國而言,，十分重要,。” 與國外的廠家一樣,，我國的汽車廠商和相關(guān)配套廠也更青睞在不改變現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的前提下,，嘗試使用新型制冷劑。

　　在二氧化碳制冷劑的研發(fā)方向上,，國內(nèi)的汽車空調(diào)制造廠商也在一直關(guān)注著歐洲汽車廠商的動向,，盡管二氧化碳制冷劑的需要對整個空調(diào)系統(tǒng)進行更新，但國內(nèi)的一些空調(diào)配套廠也在積極準備著,。

編輯總結(jié)：

　　制冷技術(shù)的歷史比汽車長30年,，而汽車誕生54年后空調(diào)系統(tǒng)才被裝配到汽車上，隨著人們對制冷技術(shù)需求的不斷變化,，制冷劑的特性也在不斷優(yōu)化,，從最初的能用即可到尋求穩(wěn)定性，再到之后因環(huán)保問題尋求替代品,，現(xiàn)在,，為了進一步降低制冷劑對環(huán)境的影響,，制冷劑將會發(fā)展至第四代。

　　從現(xiàn)階段來看,，第四代制冷劑尚處于驗證階段,，此前被認為最適合替代R134a制冷劑的R1234yf制冷劑如今也被提出質(zhì)疑，而杜邦和霍尼韋爾兩家公司則對這種新型的制冷劑很有信心,。在新型制冷劑的推進環(huán)節(jié),，歐盟制定的相關(guān)法規(guī)起到了促進作用，除了R1234yf制冷劑外,，二氧化碳制冷劑則是另一個受到關(guān)注的制冷劑類型,，不過，相比之下,，傳統(tǒng)的汽車空調(diào)系統(tǒng)則要為此做出巨大改變,。好在歐盟將最后期限定在了2017年，各個廠商還有一些時間對制冷劑的問題進行改進,，而我國在新型制冷劑的普及方面或許還要等上更長的時間,。（圖/文 汽車之家 李博旭）

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