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當前，空調及其他制冷系統的使用已經越來越普及。隨著制冷技術的越來越成熟空調器已擁有多種選擇性的制冷方式及制冷劑。 為了減少對環境的影響，近年來許多常見制冷劑的使用受到限制。供暖、通風、空調和制冷（HVACR）行業面臨的壓力日益加大，對制冷劑的選擇也日益謹慎，從過往廣泛使用的氫氟碳化物（HFC）轉而采用全球變暖潛值（GWP）較低的制冷劑。為保證新型制冷劑得以安全使用，需升級泄漏檢測技術，相關安全要求也已納入最新標準（如UL 60335-2-40第三版和IEC-60079-29-1）。根據加州空氣資源委員會（CARB）最新決定，這些新要求最早將于2025年納入住宅與商業建筑的空調設備標準。 工采網小編將為大家介紹HVACR行業所使用的不同類型制冷劑、各制冷劑應用情況的變化以及幫助行業達到環境和安全新規要求的關鍵泄漏檢測技術。根據《蒙特利爾議定書》，消耗臭氧的氯氟烴（CFC）和氫氯氟烴（HCFC）已被逐步淘汰，取而代之的是氫氟碳化物（HFC）。不過由于HFC是潛在的溫室氣體，全球正在努力減少其使用。 雖然目前HFC對氣候變化影響較小，但如不加以控制，可能會迅速加劇。因此，必須限制其使用以緩解全球變暖。《〈蒙特利爾議定書〉基加利修正案》（2016年10月）嚴格要求在全球范圍內淘汰HFC。 因此，HVACR行業正轉向使用全球變暖潛值（GWP）較低的制冷劑替代系統。 但采用低GWP值的制冷劑也有其挑戰。 制冷劑分類美國采暖、制冷與空調工程師協會標準（ASHRAE）根據制冷劑的易燃性和毒性等級對其進行了大致分類。 每種制冷劑都有一個識別參考字母和編號：字母表示毒性等級，編號表示易燃性。 這一安全分類系統最近有所更新，在易燃性之下新增“2L ”子類，表示易燃但燃燒非常緩慢的2類制冷劑。 HCFC、CFC以及后來取而代之的HFC等傳統制冷劑的特點在于安全耐用，所以易燃性和毒性等級通常較低。例如，最常用的CFC制冷劑氟利昂-12被歸為安全組A1。 對于同時滿足低臭氧消耗潛值（ODP）和低全球變暖潛值（GWP）雙重要求的制冷劑，有幾個可行的備選項，其中包括氟化烯烴（HFO）、碳氫化合物（如丙烷）和低GWP值的HFO。業內一直在積極開發一類新型低易燃性制冷劑A2L，以達到低GWP值要求。 但這些最具可行性的方案都有一個共同點：比傳統制冷劑易燃性更高。 安全使用環保制冷劑減少使用環境危害性較高的HFC之后，許多行業都會選擇易燃的A2L級制冷劑。針對使用高易燃性、低GWP值制冷劑的HVACR 設備，其安全要求已被納入幾個最新標準中，比如美國的UL 60335-2-40（第三版）和IEC-60079-29-1。 與這些制冷劑有關的主要風險之一是泄漏后的燃燒或爆炸。為防止風險，上述標準規定在HVACR應用中使用泄漏檢測設備。 雖然這些標準本身尚未強制使用泄漏檢測系統，但以住宅和商業空調設備為例，這些標準最快將于2025年納入各州建筑法。另外，加州空氣資源委員會（CARB）正在加快進度，逐步淘汰HFC，轉而使用A2L級制冷劑。面對這些即將到來的變化，原廠設備制造商（OEM）必須迅速適應易燃制冷劑的使用。 制冷劑泄漏檢測技術金屬氧化物半導體（MOS）和非分散紅外技術（NDIR）是檢測低GWP值制冷劑氣體的兩大主要可用技術。 金屬氧化物半導體（MOS）傳感器的工作原理是，某些半導體材料的電阻率隨著某些氣體在半導體表面發生反應而變化。因此，測量金屬氧化物半導體的電阻可以得出空氣中制冷劑氣體和蒸汽的濃度。 通常來說，MOS傳感器生產成本低，且該技術可適用于多種制冷劑。目前已經開發出檢測HFC-32和HFC-1234yf等A2L級制冷劑的新型MOS傳感器。 非分散紅外技術（NDIR）基于光譜分析原理。不同氣體分子具有獨一無二的紅外吸收特性：通過測量短距離傳輸路徑內的紅外吸收量，NDIR傳感器就能確定空氣中目標氣體的濃度。 NDIR傳感器對氣體的分辨率比MOS傳感器高得多，已廣泛投入應用。不過，NDIR傳感器比MOS傳感器價格高出許多。 制冷劑泄漏檢測傳感器 日本figaro 氟利昂傳感器 用于檢測制冷劑氣體的傳感器TGS2630 ： 氟利昂傳感器TGS2630被廣泛應用于檢測空調、冷凍設備較常使用的制冷劑R-404a、R-410a，對可防止氣候變暖的不易燃制冷劑氣體R-32、R-1234yf等也有很高的靈敏度。由于內設濾層，因此對揮發性酒精（居住環境常見干擾氣體）靈敏度很低，體現出對不易燃制冷劑的高選擇性。由于敏感素子體積很小，TGS2630的加熱器電流僅需56mA，外殼采用標準的TO-5金屬封裝。 日本figaro 氟利昂傳感器 半導體氣體傳感器TGS3830 描述： 氣體傳感器TGS3830對廣泛運用于空調與冰箱制冷劑的R-12的適宜替代品R-134a有極高的靈敏度，而且響應速度快，因此氟利昂傳感器TGS3830是一款非常優秀的低成本便攜式制冷劑泄漏報警器較理想的傳感器。 氟利昂傳感器TGS832-A00產品描述： 氟利昂傳感器TGS832-A00 對空調與冰箱使用的制冷劑如R-134a、R-404a、R-407c與R-410極其敏感。蓋帽以及基座上有氣體散熱孔，便于散熱，非常適合于便攜式氣體泄漏檢測儀。 制冷劑氣體檢測的前景我們可以大膽預測，在不久的將來，低GWP值的易燃制冷劑將在HVACR行業中得到大量應用。不過目前尚不確定NDIR型或MOS型設備是否會成為檢測這類氣體的主導技術。另外還有幾項用于制冷劑檢測的傳感技術現在也正在開發中，比如通過測量局部大氣熱導率（TC）確定目標氣體濃度。 可以預見，傳感解決方案的響應時間可能是一個關鍵因素，因為當達到報警水平時，OEM需要充足的時間才能觸發所需緩解措施。在這方面，熱導式傳感器已被證明比其它類型傳感器表現更佳，因此可能在這類應用中比MOS或NDIR型傳感器更具優勢。 無論哪種技術最受歡迎，都會成為未來幾年的潛力市場，因為新的安全標準已納入法規。氣體檢測技術將如何適應HVACR行業的新挑戰，我們拭目以待。 |
