隨著《蒙特利爾議定書》基加利修正案正式生效，房間空調(diào)器行業(yè)將面臨加速淘汰HCFCs和逐步削減HFCs的雙重挑戰(zhàn)。從當(dāng)前全球技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，采用碳?xì)涔べ|(zhì)R290是應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的最理想的技術(shù)選擇。突破標(biāo)準(zhǔn)對(duì)R290充注量的制約則成為加快R290在房間空調(diào)器領(lǐng)域應(yīng)用與推廣的關(guān)鍵。一個(gè)好消息是，目前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織正加快修訂房間空調(diào)器使用可燃性制冷劑的相關(guān)要求。

R290技術(shù)是大勢(shì)所趨
HCFCs是目前剩余的主要的消耗臭氧層物質(zhì)之一，也是強(qiáng)效的溫室氣體，屬于《蒙特利爾議定書》下需要逐步淘汰的物質(zhì)。房間空調(diào)器行業(yè)作為HCFCs的主要消費(fèi)領(lǐng)域之一，正在《蒙特利爾議定書》框架下加速淘汰HCFC-22。按照淘汰進(jìn)度表，到2020年中國(guó)房間空調(diào)器行業(yè)要在基線水平上淘汰45%的HCFC-22消費(fèi)量，到2030年則要完全淘汰HCFC-22。
2016年10月15日，《蒙特利爾議定書》締約方在盧旺達(dá)首都基加利一致通過(guò)基加利修正案，旨在控制作為HCFCs替代品被空調(diào)、制冷和暖通領(lǐng)域廣泛使用的強(qiáng)效溫室氣體HFCs的消費(fèi)量。2019年1月1日，基加利修正案正式生效。截至目前，已有81個(gè)締約方批準(zhǔn)了基加利修正案。按照基加利修正案的要求，主要發(fā)達(dá)國(guó)家從2019年開(kāi)始削減HFCs，包括中國(guó)在內(nèi)的大部分發(fā)展中國(guó)家將于2024年凍結(jié)HFCs消費(fèi)量，并從2029年開(kāi)始逐步削減。對(duì)于HFCs的替代技術(shù)，基加利修正案要求房間空調(diào)器專用制冷劑必須滿足兩個(gè)特點(diǎn)：無(wú)臭氧層破壞潛值和具有盡可能低的GWP值。
中國(guó)是全球最大的房間空調(diào)器生產(chǎn)國(guó)、消費(fèi)國(guó)和出口國(guó)，2018年產(chǎn)量超過(guò)1.5億臺(tái)，全球占比超過(guò)80%。中國(guó)對(duì)于制冷劑技術(shù)路線的選擇，對(duì)全球房間空調(diào)器行業(yè)的技術(shù)走勢(shì)具有重大的影響。經(jīng)過(guò)科學(xué)論證與慎重考量，在淘汰HCFC-22的過(guò)程中，中國(guó)房間空調(diào)器行業(yè)選擇以碳?xì)涔べ|(zhì)HC-290作為替代技術(shù)路線，已經(jīng)兼顧了HFCs管控的政策。目前，中國(guó)已經(jīng)具有R290空調(diào)大規(guī)模生產(chǎn)與市場(chǎng)化的基礎(chǔ)和能力。
R290作為一種天然工質(zhì)，對(duì)臭氧層無(wú)破壞，且擁有非常低的GWP值和良好的能效表現(xiàn)。R290是截至目前全球房間空調(diào)器行業(yè)能夠滿足基加利修正案對(duì)于HFCs替代技術(shù)要求的最理想的選擇，其作為房間空調(diào)器的制冷劑替代技術(shù)已經(jīng)得到國(guó)際機(jī)構(gòu)、歐美及東南亞等地區(qū)多數(shù)國(guó)家的廣泛認(rèn)可和支持。
采用具有可燃性的碳?xì)渲评鋭┳鳛樘娲夹g(shù)已經(jīng)成為房間空調(diào)器行業(yè)履約基加利修正案、實(shí)現(xiàn)HFCs削減目標(biāo)的必然選擇。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC60335-2-40加快修訂進(jìn)程
R290的缺陷在于可燃性。早在2005年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）發(fā)布了4.0版本IEC60335-2-40標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)始允許可燃制冷劑用于空調(diào)器中。但是由于之前沒(méi)有應(yīng)用，對(duì)可燃性制冷劑的特性缺乏系統(tǒng)深入地理解，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)在可燃性制冷劑的充注量限值上采取了一種相對(duì)簡(jiǎn)單易行但缺少根據(jù)且不夠科學(xué)的計(jì)算方式，過(guò)低的充注量導(dǎo)致R290的性能優(yōu)勢(shì)無(wú)法充分發(fā)揮，進(jìn)而影響了其應(yīng)用范圍、制冷制熱效果及能效。
中國(guó)家用空調(diào)安全標(biāo)準(zhǔn)GB 4706.32《家用和類似用途電器的安全 熱泵、空調(diào)器和除濕機(jī)的特殊要求》等效采用IEC60335-2-40國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。IEC60335-2-40標(biāo)準(zhǔn)修訂對(duì)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)更新具有直接地影響。
2013年，IEC負(fù)責(zé)家用和類似用途空調(diào)設(shè)備國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)制修訂的SC61D分技術(shù)委員會(huì)成立WG9工作組，主要針對(duì)A2L類制冷劑將標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)要求進(jìn)行修訂。該工作組于2017年發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)修訂的最終國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案（FDIS），并通過(guò)了IEC成員國(guó)的投票，發(fā)布了IEC60335-2-40標(biāo)準(zhǔn)的6.0版本，替代2013年發(fā)布的5.0版本標(biāo)準(zhǔn)和2016年發(fā)布的5.1版本標(biāo)準(zhǔn)。2015年，在英國(guó)、中國(guó)等IEC成員國(guó)的推動(dòng)下，SC61D分技術(shù)委員會(huì)成立WG16工作組。該工作組的重點(diǎn)工作是對(duì)A2和A3類可燃性制冷劑安全使用的灌注量提出科學(xué)合理的修訂意見(jiàn)。在將近4年的時(shí)間里，WG16工作組召開(kāi)了數(shù)十次專家會(huì)議，開(kāi)展了大量的測(cè)試研究工作，包括房間空調(diào)器中制冷劑泄漏后的濃度分布研究，R290房間空調(diào)器通風(fēng)量及公式研究，制冷劑不同灌注量的泄漏速率、濃度分布及風(fēng)險(xiǎn)水平研究以及可燃性制冷劑燃燒特征研究等內(nèi)容。
2018年10月，在韓國(guó)釜山召開(kāi)的SC61D年會(huì)期間，在中國(guó)、英國(guó)等國(guó)家的提議下，SC61D開(kāi)始準(zhǔn)備將WG9和WG16兩個(gè)工作組合并。在2019年1月的WG16工作組會(huì)議上，工作組討論了新的工作范圍，并決定將相關(guān)內(nèi)容納入下一版標(biāo)準(zhǔn)修改中。SC61D決定創(chuàng)建一個(gè)新的工作組WG21，將現(xiàn)在的WG20和WG9合并到WG16工作組。目前，WG21工作組已經(jīng)成立，工作范圍包括A2L、A2和A3制冷劑的相關(guān)內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)修訂的維護(hù)。

R290等A3類制冷劑充注量現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定
現(xiàn)行IEC60335-2-40標(biāo)準(zhǔn)的附錄GG對(duì)制冷劑的充注量限值進(jìn)行了相應(yīng)的規(guī)定。現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)下，采用R290作為制冷劑的房間空調(diào)器，當(dāng)系統(tǒng)充注量小于150g時(shí)，則不需要考慮房間面積大小和安裝高度的限制；系統(tǒng)充注量大于150g但小于1000g時(shí)，最大充注量根據(jù)R290的燃燒下限（LFL）、安裝高度（h0）和房間面積（A）計(jì)算得出，見(jiàn)公式。

然而，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)R290在房間空調(diào)器上充注限值的規(guī)定，使其無(wú)法滿足較大的制冷量/制熱量的房間空調(diào)器或較大房間面積的制冷/制熱需求，而增加緩解措施可以在保持安全可控的風(fēng)險(xiǎn)水平的前提下，提高制冷劑的充注限值。R290的充注量和房間面積的關(guān)系見(jiàn)圖1。

IEC60335-2-40標(biāo)準(zhǔn)修訂方向
WG16以及新成立的WG21工作組對(duì)于充注量要求的措施建議主要集中在3方面：規(guī)定制冷劑泄漏量、增加通風(fēng)措施以及提高系統(tǒng)的密封性。
（1）規(guī)定制冷劑的泄漏量：只有泄漏的制冷劑才會(huì)引發(fā)燃燒或爆炸風(fēng)險(xiǎn)，如果發(fā)生制冷劑泄漏，通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以控制進(jìn)入房間的制冷劑的量。此前，WG16工作組已經(jīng)提出了關(guān)于制冷劑泄漏量的測(cè)試方法，并將其加入標(biāo)準(zhǔn)的修訂中。
（2）增加通風(fēng)措施：在制冷劑發(fā)生泄漏的情況下，增加通風(fēng)措施可以提高允許進(jìn)入房間的制冷劑的量，WG16工作組考慮在標(biāo)準(zhǔn)修訂中加入關(guān)于增加通風(fēng)措施的要求。
（3）提高系統(tǒng)密封性：目前IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于R290的充注限值假定制冷劑能夠在4分鐘內(nèi)完全泄漏，但是通過(guò)提高系統(tǒng)的密封性，可以降低泄漏率，進(jìn)而可以增加產(chǎn)品中制冷劑的充注量。
按照目前標(biāo)準(zhǔn)修訂的方向，未來(lái)IEC標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于可燃性制冷劑充注量限定的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。
WG21工作組希望在2019年底或2020年初發(fā)布一份委員會(huì)表決草案（CDV），CDV獲得投票通過(guò)后將形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案（FDIS），再次經(jīng)過(guò)投票后，最終成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
此外，值得一提的是，基于多年的、大量的冰箱和商用冷柜的碳?xì)渲评鋭?yīng)用實(shí)踐，特別是R290在商用冷柜的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，2019年5月，IEC批準(zhǔn)將IEC60335-2-89標(biāo)準(zhǔn)下自含式商用冷柜的碳?xì)渲评鋭┏渥⑾拗祻?50g提高至500g。北美、歐洲的區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)組織已經(jīng)開(kāi)始著手修訂自含式商用冷柜的碳?xì)渲评鋭┏渥⑾拗档南嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這也表明針對(duì)碳?xì)渲评鋭┑膰?guó)際標(biāo)準(zhǔn)正在朝著科學(xué)合理的方向發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)
IEC60335-2-40標(biāo)準(zhǔn)作為房間空調(diào)器安全的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于中國(guó)房間空調(diào)器行業(yè)能否順利實(shí)現(xiàn)《蒙特利爾議定書》的履約，實(shí)現(xiàn)行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展至關(guān)重要。同時(shí)，其相關(guān)規(guī)定也是一個(gè)很重要的影響制冷劑替代技術(shù)選擇的因素。當(dāng)前，行業(yè)企業(yè)在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC60335-2-40標(biāo)準(zhǔn)修訂中投入的力量仍然不足，標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)修訂的工作組中國(guó)內(nèi)專家相對(duì)較少，我們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)修訂研究和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)方面參與的力量還不夠。這完全不能與現(xiàn)在的中國(guó)房間空調(diào)器行業(yè)規(guī)模相匹配。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)修訂周期長(zhǎng)，完成一次修訂基本都是在3~5年的時(shí)間，甚至更長(zhǎng)，這也意味著參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)修訂工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期的投入，需要中國(guó)房間空調(diào)器行業(yè)具有實(shí)力的企業(yè)積極參與標(biāo)準(zhǔn)修訂。