汽车空调对中国环境污染的治理对策

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汽车空调对中国环境污染的治理对策
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  湖北公安高等专科学院 邵祖峰


    1 引言
. z9 Z9 n) [5 y3 b    随着汽车空调的普及使用，我们面临一个新的问题，那就是汽车空调在使用中出现的制冷剂泄漏，造成环境污染的问题。由于现阶段许多在用汽车空调使用的制冷工质是CFC--12，和其他制冷设施如冰箱的制冷剂一样，都属于氯氟烃类化合物，是烷烃类衍生物，当其进入大气同温层，活泼的氯元素引起臭氧层的破坏与衰减，而较高的气态反射作用也产生了温室效应。同时汽车空调的驱动是依靠发动机进行的，这无疑加大了发动机的额外功率输出，也意味着必须增加消耗燃油。一方面使汽车对能源的依赖性加强，另一方面燃油的燃烧排出的尾气会形成污染，且其中C02也会造成温室效应。据有关资料估计，全世界泄漏到大气中的CFC物质达5．2t，其中75％是汽车空调泄漏的。
) p! r2 r& M  h' `) G2 f3 d    基于上述问题，国际社会已经注意到了这一问题并采取了一定的措施。1987年制定了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，1994年在联合国大会上将每年的9月16日定为国际保护臭氧层日。该议定书提出了一系列的受控物质清单，氯氟碳即氟里昂为其中的主要消耗臭氧层的物质之一，所以必须禁用。我国于1991年6月加入《蒙特利尔议定书》，并将于2010年完全停止使用CFCs，于2040年全面禁用HCFCs。最近国家环保总局、外经贸部、海关总署、国家质检总局联合发出公告，要求今起新生产的汽车停止装配以CFC--12（俗称氟里昂）为制冷工质，并对进口汽车及其空调压缩机做出一系列规定。从2002年1月1日起，我国汽车空调将用非氟里昂环保制冷剂逐步取代氟里昂制冷剂，空调使用含氟里昂制冷剂的汽车将不得生产和进口，以减少对大气臭氧层的破坏，履行保护臭氧层的国际义务。因此有必要对我国汽车空调使用的现状进行分析，提出一些正确有益的措施来进一步加强管理，以减少环境污染。
  ]) t9 J& z8 y/ H    2 汽车空调使用的现状分析
    2．1空调车辆种类与数量
    在我国，汽车空调目前主要安装在轿车以及一些中高档的客车上。这些车辆的保有量与产销量数据基本上可以说明汽车空调的总使用量。据国务院发展研究中心的预测，我国将进入汽车拥有率迅速上升时期，到2010年，汽车保有量达到7167万辆，年平均增长15．2％，轿车保有量达2070万辆，年平均增长16．3％。近几年的我国汽车产量数据见表1。
    2．2制冷剂的类型与年消耗量
4 O2 U5 M1 ^+ ]8 k; J& \  ^    我国汽车空调的制冷剂主要以CFC--12为主。消耗的制冷剂量主要用于新车的装配与在用车的维修。据统计和预测，我国1992年空调汽车产量约为16万辆，空调汽车的社会拥有量76万辆，消耗CFC--12总量为690t，2002年预测我国空调汽车产量将大于106万辆，社会拥有量将达到590万辆以上，CFC--12消耗量可达到5190t。
    3 汽车空调对环境污染的来源分析
1 V/ T* b' p- f/ Y, t/ {, p5 z* t    3．1车辆使用中泄漏
    汽车空调的空调系统的原理与其它空调系统是相同的，但汽车空调是移动式车载的空调装置，它与固定式空调系统相比，运转条件更恶劣，随汽车行驶的颤振，空调系统的零件容易发生疲劳磨损，零件之间的配合公差变大，再者密封圈发生腐蚀变形，制冷剂比固定式空调更容易泄漏。进一步具体化，又可分为空调使用季节的泄漏与非使用季节的泄漏。汽车空调正常使用中的CFC泄漏损失占35％左右。
( j' f. z% i$ p    3．2维修中的泄漏
% w$ v3 a- @8 d- M    汽车空调系统的维修与保养也比固定式空调频繁，空调装置中风路系统在吸入新风时常常会将尘土吸入，堵塞过滤网及蒸发器，在清洗过程中又往往会把制冷剂泄放到大气中去。维修过程中CFC损失一般占60％左右。汽车在维修时一直需要补充新的CFC--12，每辆车每年大约需要0．4kg，这些制冷剂绝大多数都排放到大气中去了。以上海地区为例，近年用于汽车空调CFC的年耗量约为103t，其中56t用于新车，47t用于维修。
# f+ E3 F) h6 j% x! B    3．3报废车的遗弃泄漏
- J2 a3 k# I! l& A, b    现在我国的车辆报废与金属等废旧物质回收政策执行得并不是很好，存在着该报废的汽车没有被解体厂及时回收，而是随处扔弃。或者即使被解体厂回收了，但由于解体厂有限的技术条件，难以对汽车空调器中残存的制冷剂进行回收。
    4 治理汽车空调环境污染的几点对策
* A2 S) v/ b2 k" x5 M0 ?8 ~4 \    4．1强制推广使用替代制冷工质
    我国在蒙特利尔多边基金赠款的援助下，经过技术引进和进一步的技术开发，首先对汽车空调器企业进行了单个项目的改造，并建立了一家年产5000t HFC--134a（俗称“环保雪种”）的生产线，预计到2005年将能够提供优质的替代品供应国内汽车空调行业的需求。下一步的工作就是要推广使用替代工质。
    4．1．1新车
% r. l. k: g' G    从2002年1月1日起，凡国内新生产的车辆必须使用具有绿色环保标志的非氟里昂空调。对于进口的新车及其空调压缩机，要求进口单位在申请办理《进口许可证》、《自动进口许可证》时，应向外经贸管理部门提交进口产品属于非氟里昂为制冷工质的证明。经入境口岸检验检疫机构审查合格后签发《入境货物通关单》，并按规定对进口汽车及压缩机实施强制检验。海关凭《进口许可证》、《自动进口许可证》以及《入境货物通关单》办理进口验收手续。
    4．1．2在用车
    要渐进式地逐步对车辆的空调系统进行改造，使其制冷工质逐步由CFC--12向非氟里昂工质过渡。利用汽车空调大修更换压缩机等机会进行强制更换，或在车主自愿的情况下，实行主动更换。对于即将报废的空调车辆，要编制目录，以便及时检查核对报废回收情况。
    4．2正确维修与使用汽车空调
8 C. A8 a' H) r$ R    4．2．1合理使用汽车空调
% w  u, j7 {' J    避免频繁开闭汽车空调，减轻压缩机的瞬间负荷；温度开关不要长时间放在低温区，以防结霜而影响制冷；室外高温或空气中有尘埃时，要使用内循环，雨后空气清新时，使用外循环；切勿长时间急速状态下开启空调在室内休息或睡觉，避免CO中毒；尽量减少空调使用时间。即使是使用新型制冷剂的汽车空调，也会因空调的运转时间过长，造成燃油消耗量增多，增加C02排放量，而且还因为，目前汽车空调使用的四氟甲烷等卤烃类制冷剂平均每年有8．2％被直接排放到大气中，尽管它不直接对臭氧层造成破坏，但也会加剧温室效应。
8 V, T2 L1 X% Z0 @& }# \3 H* T    4．2．2正确维修保养汽车空调
* o& ?' n3 Z9 y0 t. T# t    （1）保养检查：及时清洁空调，特别是空调的冷凝器、散热片、冷凝器风扇是否清洁，有无堵塞物；检查制冷系统工质数量与压缩机传动皮带张紧度；检查空调的进、出风口、格栅及滤网有无堵塞与异味；检查管路接头，有无渗漏痕迹。
% ]' s7 S; v8 {0 }" `: F    （2）维修中应注意的问题：拆解压缩机时应注意制冷剂的回收，同时避免因制冷剂的蒸发作用而伤及人体；要注意分清CFC--12和HFC--134a两种制冷剂使用对设备的不同要求。
    HFC--134a与CFC--12空调系统的冷冻油不一样，CFC--12的冷冻油是一种可溶于CFC--12之中的矿物油，而134a的冷冻油是用一种叫做PAG或酯类的润滑剂，由于这种润滑剂的特殊性，HFC--134a 空调系统对橡胶材质的要求及本身的性质均与R12有所不同，因此134a只能在专门与其配套的系统中工作，凡是车用的134a 空调系统，厂方都会在压缩机、冷凝器、蒸发器、橡胶管和灌充设备上注明134a的标志以防误用。一般行业专家都建议哪一种制冷剂就灌充到哪一种空调系统中，不可互用。
    4．3加强空调制冷剂的回收
    加强CFC回收是减少CFC的消费的有力措施。减少排放，增强CFC的回收引起世界各国环保工作者与制冷工作者的普遍重视，发达国家都已制定法规，加强在维修过程中的回收、再循环和再生处理。美国环保局已经颁布一项新法规，要求对空调装置和电冰箱中使用的制冷剂全部进行再生循环利用。据介绍，美国实施新法规后，每辆车每年维修需消耗CFC--12平均从0．40kg减少到0．19kg，减少约52．5％。
: f  T6 t, X  C    4．3．1回收模式
! x+ {6 d" Z$ w1 j" c% x6 z9 Q    主要以汽车维修厂为中心，建立多个CFC的回收点，每个回收点处配备固定式和便携式两种回收装置及一些储罐。对汽车报废解体厂也要配备一定的CFC回收设备，收集遗弃的残存CFC。同时，在一些大城市建立回收的CFC的再生中心，以提高CFC的再循环利用率。
    4．3．2回收技术
    国家环保局根据国际上较为成熟的回收与再生净化技术的发展状况，确定我国将采用以下2种技术模式。（1）单纯回收--集中净化处理。用简单的回收装置将CFC由被维修设备中抽去，压缩冷凝后排入贮存容器中暂存，然后送集中净化的处理中心进行分馏提纯，检测合格后装瓶返回各回收点进行再利用。该模式适用维修网点集中的地区，其优点是能保证再生制冷剂的质量。（2）回收／净化同时进行。回收装置上装有油分离--脱水脱酸过滤装置，在回收的同时，完成净化处理。该模式适用于网点分散的中小城市及汽车空调维修网点。
    4．4实施汽车空调技术创新
    （1）主要是通过技术创新，寻找汽车空调所使用的CFC--12制冷工质的最佳替代品。目前CFC--12的替代工质HFC--134a仍然是属于卤烃类的制冷剂，虽然其中不含氯，不会破坏臭氧层，但它同样是一种温室气体，会加剧温室效应。必须通过进一步的技术开发，寻找HFC--134a的替代品。
    （2）对现有的车用压缩机进行技术改造或重新设计一种使用新型制冷剂的高效节能压缩机。
8 F- M! a( f+ S/ L9 d! t$ U    表1
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* Z6 K& |: N/ ]# z( D年份  全国汽车保  汽车总产  轿车产    中档客车  高档客车
, ^& [4 X) I, S' q6 O
      有量(万辆)  量(万辆)  量(辆)    产量(辆)  产量(辆)
- N4 d. x# S3 K) y. V1 x8 `* O
1999  1453        183       565366    371613    7641
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+ l- q4 i1 a& L" h/ C1 L" H2000  1638        207       601220    624365    7644

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