Yskaste en vrieskaste, as laetemperatuur-bergingstoerusting vir huishoudelike en kommersiële gebruik, het voortdurende iterasies in die keuse van koelmiddel gesien, gesentreer rondom "aanpasbaarheid van verkoelingsdoeltreffendheid" en "omgewingsregulerende vereistes". Die hoofstroomtipes en -eienskappe in verskillende stadiums is hoogs in lyn met die behoeftes van die toerusting.
Vroeë hoofstroom: Toepassing van KFK-koelmiddels met "hoë doeltreffendheid maar hoë skade"
Van die 1950's tot die 1990's was R12 (dichloordifluormetaan) die absolute hoofstroom-koelmiddel. Wat toerusting se aanpasbaarheid betref, het die termodinamiese eienskappe van R12 perfek gepas by die behoeftes van laetemperatuurberging – met 'n standaard verdampingstemperatuur van -29.8°C kon dit maklik voldoen aan die temperatuurvereistes van yskas-varshoukompartemente (0-8°C) en vrieskompartemente (onder -18°C). Boonop het dit uiters sterk chemiese stabiliteit en uitstekende versoenbaarheid met die koperpype, staalomhulsels en minerale smeerolies in yskaste gehad, wat selde korrosie of pypblokkasies veroorsaak het, en die lewensduur van die toerusting vir meer as 10 jaar kon verseker.
R12 het 'n ODP-waarde van 1.0 (’n maatstaf vir osoonafbrekende potensiaal) en 'n GWP-waarde van ongeveer 8500, wat dit 'n sterk kweekhuisgas maak. Met die inwerkingtreding van die Montreal-protokol is die wêreldwye gebruik van R12 in nuutvervaardigde vrieskaste geleidelik verbied sedert 1996. Tans het slegs sommige ou toerusting steeds sulke koelmiddels oor, en staar die dilemma van geen alternatiewe bronne tydens onderhoud in die gesig nie.
Oorgangsfase: Beperkings van "gedeeltelike vervanging" met HCFK-koelmiddels
Om die uitfasering van R12 te oorbrug, is R22 (difluormonochloormetaan) eens kortliks in sommige kommersiële vrieskaste (soos klein geriefswinkelvrieskaste) gebruik. Die voordeel daarvan lê daarin dat die termodinamiese werkverrigting naby aan dié van R12 is, sonder die behoefte aan beduidende wysigings aan die vrieskas se kompressor en pyplynontwerp, en die ODP-waarde word verminder tot 0.05, wat die osoonafbrekende kapasiteit aansienlik verswak.
Die tekortkominge van R22 is egter ook voor die hand liggend: aan die een kant is die GWP-waarde daarvan ongeveer 1810, wat steeds onder die hoë kweekhuisgasse val, wat nie ooreenstem met die langtermyn-omgewingsbeskermingstendens nie; aan die ander kant is die verkoelingsdoeltreffendheid (COP) van R22 laer as dié van R12, wat sal lei tot 'n toename in kragverbruik van ongeveer 10%-15% wanneer dit in huishoudelike yskaste gebruik word, dus het dit nie die hoofstroom van huishoudelike yskaste geword nie. Met die versnelde wêreldwye uitfasering van HCFK-koelmiddels in 2020, het R22 basies onttrek aan toepassing in die veld van yskaste en vrieskaste.
I. Huidige hoofstroom-koelmiddels: Scenario-spesifieke aanpassing van HFK's en lae-GWP-tipes
Tans toon die koelmiddelkeuse vir yskaste op die mark die eienskappe van "onderskeiding tussen huishoudelike en kommersiële gebruik, en balans tussen omgewingsbeskerming en koste", hoofsaaklik verdeel in twee hoofstroomtipes, wat aanpas by die funksionele behoeftes van verskillende toerusting:
1. Klein vrieskaste: “Stabiele oorheersing” van koelmiddels
R134a (tetrafluoroëtaan) is die mees algemene koelmiddel vir huidige yskaste (veral modelle met 'n kapasiteit van minder as 200L), wat meer as 70% uitmaak. Die kernvoordele van aanpassing word in drie aspekte weerspieël: eerstens voldoen dit aan omgewingsbeskermingsstandaarde, met 'n ODP-waarde van 0, wat die risiko van osoonlaagskade heeltemal uitskakel en voldoen aan die basiese vereistes van globale omgewingsregulasies; tweedens is die termodinamiese werkverrigting geskik, met 'n standaard verdampingstemperatuur van -26.1°C, wat, tesame met die hoëdoeltreffendheidskompressor van die yskas, die temperatuur van die vrieskas stabiel van -18°C tot -25°C kan bereik, en die verkoelingsdoeltreffendheid (COP) is 8%-12% hoër as dié van R22, wat die kragverbruik van die toerusting kan verminder; derdens, dit het betroubare veiligheid, wat tot klas A1-koelmiddels behoort (nie-giftig en nie-vlambaar), selfs al vind 'n geringe lekkasie plaas, sal dit nie veiligheidsgevare vir die gesinsomgewing veroorsaak nie, en het goeie versoenbaarheid met die plastiekonderdele en kompressor-smeerolie binne-in die yskas, met 'n lae mislukkingskoers.
Daarbenewens sal sommige middel- tot hoë-end huishoudelike yskaste R600a (isobutaan, 'n koolwaterstof) gebruik – 'n natuurlike koelmiddel, wat 'n ODP-waarde van 0 en 'n GWP-waarde van slegs 3 het, met baie beter omgewingsprestasie as R134a, en die verkoelingsdoeltreffendheid daarvan is 5%-10% hoër as dié van R134a, wat energieverbruik verder kan verminder. R600a behoort egter tot klas A3-koelmiddels (hoogs vlambaar), en wanneer die volumekonsentrasie in die lug 1.8%-8.4% bereik, sal dit ontplof wanneer dit aan 'n oop vlam blootgestel word. Daarom is dit slegs beperk tot gebruik in huishoudelike yskaste (die hoeveelheid is streng beperk tot 50g-150g, baie laer as dié van kommersiële toerusting), en die yskas moet toegerus wees met anti-lekkasie-opsporingstoestelle (soos druksensors) en ontploffingsvaste kompressors, met 'n koste van 15%-20% hoër as dié van R134a-modelle, dus is dit nog nie ten volle gewild gemaak nie.
2. Kommersiële vrieskaste / groot yskaste: “Geleidelike penetrasie” van lae-GWP-koelmiddels
Kommersiële vrieskaste (soos supermark-eilandvrieskaste) het hoër vereistes vir "omgewingsbeskerming" en "verkoelingsdoeltreffendheid" van verkoelmiddels as gevolg van hul groot kapasiteit (gewoonlik meer as 500L) en hoë verkoelingslading. Tans word die hoofstroomkeuses in twee kategorieë verdeel:
(1) HFK-mengsels: “Hoëlas-aanpassing” van R404A
R404A (’n mengsel van pentafluoroëtaan, difluorometaan en tetrafluoroëtaan) is die hoofstroom-koelmiddel vir kommersiële laetemperatuur-vrieskaste (soos -40°C-snelvrieskaste), wat ongeveer 60% uitmaak. Die voordeel daarvan is dat die verkoelingsprestasie onder laetemperatuurtoestande uitstekend is – teen ’n verdampingstemperatuur van -40°C is die verkoelingskapasiteit 25%-30% hoër as dié van R134a, wat vinnig aan die laetemperatuur-bergingsbehoeftes van vrieskaste kan voldoen; en dit behoort tot klas A1-koelmiddels (nie-giftig en nie-vlambaar), met ’n laaihoeveelheid van tot etlike kilogram (ver oorskry dié van huishoudelike yskaste), sonder om bekommerd te wees oor vlambaarheidsrisiko's, en pas aan by die hoëlaswerking van groot vrieskaste.
Die tekortkominge van R404A in die beskerming van die omgewing het egter geleidelik prominent geword. Die GWP-waarde daarvan is so hoog as 3922, wat as hoë kweekhuisgasse beskou word. Tans het die Europese Unie en ander streke regulasies uitgevaardig om die gebruik daarvan te beperk (soos die verbod op die gebruik van koelmiddels met 'n GWP van meer as 2500 in nuut vervaardigde kommersiële vrieskaste na 2022). Daarom word R404A geleidelik vervang deur koelmiddels met 'n lae GWP.
(2) Lae-GWP tipes: “Omgewingsalternatiewe” van R290 en CO₂
Teen die agtergrond van strenger omgewingsregulasies het R290 (propaan) en CO₂ (R744) opkomende keuses vir kommersiële vrieskaste geword, wat aanpas by verskillende behoeftes in verskillende scenario's:
R290 (propaan)Word hoofsaaklik in klein kommersiële vrieskaste gebruik (soos horisontale vrieskaste in geriefswinkels). Die ODP-waarde is 0, die GWP-waarde is ongeveer 3, met uiters sterk omgewingsbeskerming; en die verkoelingsdoeltreffendheid is 10%-15% hoër as dié van R404A, wat die bedryfsenergieverbruik van kommersiële vrieskaste kan verminder (kommersiële toerusting werk meer as 20 uur per dag, en energieverbruikskoste maak 'n groot deel uit). R290 behoort egter tot klas A3-verkoelingsmiddels (hoogs vlambaar), en die hoeveelheid wat gelaai word, moet streng binne 200 g beheer word (dus is dit slegs beperk tot klein vrieskaste). Daarbenewens moet die vrieskaste ontploffingsvaste kompressors, lekkasiewerende pype (soos koper-nikkellegeringspype) en ventilasie- en hitte-afvoerontwerpe gebruik. Tans het die deel daarvan in Europese geriefswinkelvrieskaste 30% oorskry.
CO₂ (R744)Word hoofsaaklik gebruik in kommersiële vrieskaste met ultra-lae temperatuur (soos -60°C biologiese monstervrieskaste). Die standaard verdampingstemperatuur is -78.5°C, wat ultra-lae temperatuur berging kan bereik sonder 'n komplekse kaskade-verkoelingstelsel; en dit het 'n ODP-waarde van 0 en 'n GWP-waarde van 1, met onvervangbare omgewingsbeskerming, en is nie-giftig en nie-vlambaar, met beter veiligheid as R290. CO₂ het egter 'n lae kritieke temperatuur (31.1°C). Wanneer die omgewingstemperatuur 25°C oorskry, is "transkritiese siklus"-tegnologie nodig, wat daartoe lei dat die kompressordruk van die vrieskas so hoog as 10-12 MPa is, wat die gebruik van hoësterkte vlekvrye staalpyplyne en hoëdrukbestande kompressors vereis, met 'n koste van 30%-40% hoër as dié van R404A-vrieskaste. Daarom word dit tans hoofsaaklik gebruik in scenario's met uiters hoë vereistes vir omgewingsbeskerming en lae temperature (soos mediese en wetenskaplike navorsingsvrieskaste).
II. Toekomstige tendense van verkoelmiddels: Lae GWP en hoë veiligheid word kernrigtings
Gekombineer met globale omgewingsregulasies (soos die EU F-Gas-regulasie, China se Montreal-protokol-implementeringsplan) en opgraderings van toerustingtegnologie, sal die verkoelmiddels vir yskaste en vrieskaste in die toekoms drie hooftendense toon:
Huishoudelike yskasteR600a vervang geleidelik R134a – met die volwassenheid van anti-lek- en ontploffingsvaste tegnologieë (soos nuwe seëlstroke, outomatiese lekkasie-afsnytoestelle), sal die koste van R600a geleidelik daal (daar word verwag dat die koste met 30% in die volgende 5 jaar sal daal), en die voordele van hoë omgewingsbeskerming en hoë verkoelingsdoeltreffendheid sal uitgelig word. Daar word verwag dat die proporsie R600a in huishoudelike yskaste teen 2030 50% sal oorskry en R134a as die hoofstroom sal vervang.
Kommersiële vrieskaste"Dubbelbaanontwikkeling" van CO₂- en HFO-mengsels – vir ultra-lae-temperatuur kommersiële vrieskaste (onder -40°C), sal die tegniese volwassenheid van CO₂ aanhou verbeter (soos hoë-doeltreffendheid transkritiese sikluskompressors), en die koste sal geleidelik afneem, met die verwagte proporsie wat 40% teen 2028 sal oorskry; vir medium-temperatuur kommersiële vrieskaste (-25°C tot -18°C), sal R454C (’n mengsel van HFO’s en HFK’s, GWP≈466) die hoofstroom word, met verkoelingsprestasie naby dié van R404A, en behoort tot klas A2L-koelmiddels (lae toksisiteit en lae vlambaarheid), sonder streng beperkings op die hoeveelheid vulling, wat omgewingsbeskerming en praktiese gebruik in balans bring.
Opgegradeerde veiligheidsstandaardeVan "passiewe beskerming" tot "aktiewe monitering" – ongeag huishoudelike of kommersiële toerusting, sal toekomstige koelmiddelstelsels oor die algemeen toegerus wees met "intelligente lekmonitering + outomatiese noodbehandeling"-funksies (soos laserlekkasiesensors vir huishoudelike yskaste, konsentrasiealarms en ventilasie-skakeltoestelle vir kommersiële vrieskaste), veral vir vlambare koelmiddels soos R600a en R290, om potensiële veiligheidsgevare deur tegniese middele uit te skakel en die omvattende popularisering van lae-GWP-koelmiddels te bevorder.
III. Prioriteit van kernscenario-ooreenstemming
Vir die behoeftes van verskillende gebruikers kan die volgende beginsels gevolg word wanneer yskaskoelmiddels gekies word:
Huishoudelike gebruikers: Voorkeur word gegee aan R600a-modelle (wat omgewingsbeskerming en energiebesparing balanseer) – indien die begroting dit toelaat (200-500 yuan hoër as R134a-modelle), moet voorkeur gegee word aan yskaste wat gemerk is met "R600a-koelmiddel". Hul kragverbruik is 8%-12% laer as dié van R134a-modelle, en hulle is meer omgewingsvriendelik; na aankoop moet aandag gegee word aan die voorkoming van die agterkant van die yskas (waar die kompressor geleë is) naby oop vlamme, en gereeld die digtheid van die deurseëls nagegaan word om die risiko van lekkasie te verminder.
Kommersiële gebruikers:Kies volgens temperatuurbehoeftes (balansering van koste en omgewingsbeskerming) – mediumtemperatuur-vrieskaste (soos geriefswinkelvrieskaste) kan R290-modelle kies, met laer langtermyn-bedryfskoste vir energieverbruik; vir ultra-laetemperatuur-vrieskaste (soos vinnige vriestoerusting), indien die begroting voldoende is, word CO₂-modelle verkies, wat in lyn is met die tendens van omgewingsregulasies en die risiko van uitfasering in die toekoms vermy; indien korttermyn-kostegevoeligheid 'n bron van kommer is, kan R454C-modelle as 'n oorgang gekies word, wat prestasie en omgewingsbeskerming balanseer.
Onderhoud en vervangingPas streng by die oorspronklike koelmiddeltipe – wanneer ou yskaste en vrieskaste in stand gehou word, moenie die koelmiddeltipe willekeurig vervang nie (soos om R134a met R600a te vervang) nie, want verskillende koelmiddels het verskillende vereistes vir kompressor-smeerolie en pypleidingdruk. Gemengde gebruik sal kompressorskade of verkoelingsversaking veroorsaak. Dit is nodig om professionele persone te kontak om koelmiddels by te voeg volgens die tipe wat op die toerusting se naamplaat gemerk is.
Plasingstyd: 29 Aug-2025 Besigtigings: