Халадзільнікі і маразільнікі, як нізкатэмпературнае абсталяванне для захоўвання энергіі для хатняга і камерцыйнага выкарыстання, пастаянна ўдасканальваліся ў выбары холадагенту, сканцэнтраванага на «адаптыўнасці эфектыўнасці астуджэння» і «патрабаваннях экалагічных нормаў». Асноўныя тыпы і характарыстыкі на розных этапах цесна звязаны з патрэбамі абсталявання.
Ранні мэйнстрым: ужыванне хладагентаў на аснове ХФВ з «высокай эфектыўнасцю, але высокай шкоднасцю»
З 1950-х па 1990-я гады R12 (дыхлордыфторметан) быў абсалютным асноўным хладагентам. З пункту гледжання адаптацыі абсталявання, тэрмадынамічныя ўласцівасці R12 ідэальна адпавядалі патрэбам нізкатэмпературнага захоўвання - са стандартнай тэмпературай выпарэння -29,8°C ён мог лёгка задаволіць тэмпературныя патрабаванні да халадзільных аддзяленняў для захоўвання свежых прадуктаў (0-8°C) і маразільных аддзяленняў (ніжэй за -18°C). Акрамя таго, ён валодаў надзвычай высокай хімічнай стабільнасцю і выдатнай сумяшчальнасцю з меднымі трубамі, сталёвымі абалонкамі і мінеральнымі змазачнымі алеямі ўнутры халадзільнікаў, рэдка выклікаючы карозію або закаркаванне труб, і мог забяспечыць тэрмін службы абсталявання больш за 10 гадоў.
R12 мае значэнне ODP 1,0 (эталонный паказчык патэнцыялу разбурэння азону) і значэнне GWP прыблізна 8500, што робіць яго моцным парніковым газам. З уступленнем у сілу Манрэальскага пратакола глабальнае выкарыстанне R12 у новых маразільных камерах паступова забаронена з 1996 года. У цяперашні час толькі ў некаторых старых абсталяваннях усё яшчэ ёсць рэшткі такіх холадагентаў, і яно сутыкаецца з дылемай адсутнасці альтэрнатыўных крыніц падчас тэхнічнага абслугоўвання.
Пераходны этап: абмежаванні «частковай замены» халадзільнымі агентамі на аснове ГХФВ
Каб пераадолець паступовую адмову ад R12, у некаторых камерцыйных маразільных камерах (напрыклад, у невялікіх крамах) некаторы час выкарыстоўваўся R22 (дыфтормонахлорметан). Яго перавага заключаецца ў тым, што яго тэрмадынамічныя характарыстыкі блізкія да характарыстык R12, без неабходнасці істотных мадыфікацый кампрэсара і канструкцыі трубаправода маразільнай камеры, а значэнне яго ODP зніжаецца да 0,05, што значна аслабляе яго здольнасць разбураць азонавы слой.
Аднак відавочныя і недахопы R22: з аднаго боку, яго значэнне GWP складае каля 1810, што ўсё яшчэ належыць да высокапарніковых газаў, што не адпавядае доўгатэрміновай тэндэнцыі аховы навакольнага асяроддзя; з іншага боку, халадзільная эфектыўнасць (COP) R22 ніжэйшая, чым у R12, што прывядзе да павелічэння спажывання энергіі прыкладна на 10%-15% пры выкарыстанні ў бытавых халадзільніках, таму ён не стаў асноўнай тэхналогіяй бытавых халадзільнікаў. З паскораным глабальным адмовай ад холадагентаў на аснове HCFC у 2020 годзе, R22 практычна выйшаў з ужывання ў халадзільніках і маразільніках.
I. Сучасныя асноўныя холадагенты: адаптацыя ГФВ і тыпаў з нізкім GWP да канкрэтных сцэнарыяў
У цяперашні час выбар холадагенту для халадзільнікаў на рынку дэманструе характарыстыкі «адрознення паміж бытавым і камерцыйным выкарыстаннем і балансу паміж аховай навакольнага асяроддзя і коштам», у асноўным падзяляючыся на два асноўныя тыпы, адаптаваныя да функцыянальных патрэб рознага абсталявання:
1. Невялікія маразільныя камеры: «Стабільнае дамінаванне» холадагентаў
R134a (тэтрафторэтан) з'яўляецца найбольш распаўсюджаным хладагентам для сучасных халадзільнікаў (асабліва мадэляў аб'ёмам менш за 200 літраў), на яго долю прыпадае больш за 70%. Яго асноўныя перавагі адаптацыі адлюстроўваюцца ў трох аспектах: па-першае, ён адпавядае стандартам аховы навакольнага асяроддзя, са значэннем ODP 0, што цалкам ліквідуе рызыку пашкоджання азонавага слоя і адпавядае асноўным патрабаванням глабальных экалагічных нормаў; па-другое, яго тэрмадынамічныя характарыстыкі падыходзяць, са стандартнай тэмпературай выпарэння -26,1°C, што разам з высокаэфектыўным кампрэсарам халадзільніка дазваляе стабільна дасягаць тэмпературы ў маразільнай камеры ад -18°C да -25°C, а яго халадзільная эфектыўнасць (COP) на 8%-12% вышэйшая, чым у R22, што можа знізіць спажыванне энергіі абсталяваннем; па-трэцяе, ён мае надзейную бяспеку, належыць да халадзільных агентаў класа А1 (нетаксічны і неўзгаральны), нават калі адбудзецца невялікая ўцечка, ён не будзе ствараць пагрозы бяспецы для сямейнага асяроддзя, і мае добрую сумяшчальнасць з пластыкавымі дэталямі і змазачным алеем кампрэсара ўнутры халадзільніка, з нізкім узроўнем адмоваў.
Акрамя таго, некаторыя бытавыя халадзільнікі сярэдняга і высокага класа выкарыстоўваюць R600a (ізабутан, вуглевадарод) — натуральны хладагент, які мае значэнне ODP 0 і значэнне GWP толькі 3, што значна лепш, чым у R134a, з экалагічнымі паказчыкамі, а яго эфектыўнасць астуджэння на 5%-10% вышэйшая, чым у R134a, што можа яшчэ больш знізіць спажыванне энергіі. Аднак R600a адносіцца да хладагентаў класа A3 (лёгкаўзгаральныя), і калі яго аб'ёмная канцэнтрацыя ў паветры дасягне 1,8%-8,4%, ён выбухне пры ўздзеянні адкрытага полымя. Такім чынам, яго выкарыстанне абмежавана толькі ў бытавых халадзільніках (колькасць запраўкі строга абмежавана 50 г-150 г, што значна менш, чым у камерцыйнага абсталявання), і халадзільнік павінен быць абсталяваны прыладамі выяўлення ўцечак (напрыклад, датчыкамі ціску) і выбухаабароненымі кампрэсарамі, пры гэтым кошт на 15%-20% вышэйшы, чым у мадэляў R134a, таму ён не атрымаў поўнай папулярнасці.
2. Камерцыйныя маразільнікі / вялікія халадзільнікі: «Паступовае пранікненне» холадагентаў з нізкім GWP
Камерцыйныя маразільныя камеры (напрыклад, маразільныя астравы супермаркетаў) маюць больш высокія патрабаванні да «аховы навакольнага асяроддзя» і «эфектыўнасці астуджэння» холадагентаў з-за іх вялікай ёмістасці (звычайна больш за 500 літраў) і высокай халадзільнай нагрузкі. У цяперашні час асноўныя варыянты падзяляюцца на дзве катэгорыі:
(1) Сумесі ГФВУ: «Адаптацыя пад высокую нагрузку» R404A
R404A (сумесь пентафторэтану, дыфторметану і тэтрафторэтану) з'яўляецца асноўным хладагентам для камерцыйных нізкатэмпературных маразільнікаў (напрыклад, маразільнікаў хуткай замарозкі пры -40°C), на яго долю прыпадае каля 60%. Яго перавага заключаецца ў тым, што ён выдатна халадзільны пры нізкіх тэмпературах — пры тэмпературы выпарэння -40°C халадзільная магутнасць на 25%-30% вышэйшая, чым у R134a, што дазваляе хутка задаволіць патрэбы маразільнікаў у нізкатэмпературным захоўванні; ён адносіцца да хладагентаў класа А1 (нетаксічны і неўзгаральны), з колькасцю запраўкі да некалькіх кілаграмаў (што значна перавышае патрэбы бытавых халадзільнікаў), не турбуючыся аб рызыцы ўзгарання, адаптуючыся да працы вялікіх маразільнікаў з высокай нагрузкай.
Аднак паступова сталі відавочнымі недахопы R404A ў ахове навакольнага асяроддзя. Яго значэнне GWP дасягае 3922, што адносіцца да газаў з высокім парніковым эфектам. У цяперашні час Еўрапейскі Саюз і іншыя рэгіёны прынялі правілы, якія абмяжоўваюць яго выкарыстанне (напрыклад, забарона выкарыстання холадагентаў з GWP > 2500 у новых камерцыйных маразільніках пасля 2022 года). Такім чынам, R404A паступова замяняецца холадагентамі з нізкім GWP.
(2) Тыпы з нізкім паказчыкам глабальнага патоку цяпла: «Экалагічныя альтэрнатывы» R290 і CO₂
На фоне ўзмацнення экалагічных нормаў R290 (прапан) і CO₂ (R744) сталі новым выбарам для камерцыйных маразільнікаў, адаптуючыся да розных патрэб у розных сцэнарыях:
R290 (прапан)У асноўным выкарыстоўваецца ў невялікіх камерцыйных маразільных камерах (напрыклад, гарызантальных маразільных камерах у крамах). Яго значэнне ODP складае 0, значэнне GWP — каля 3, што забяспечвае надзвычай высокую абарону навакольнага асяроддзя; а яго эфектыўнасць астуджэння на 10%-15% вышэйшая, чым у R404A, што можа знізіць спажыванне энергіі ў камерцыйных маразільных камерах (камерцыйнае абсталяванне працуе больш за 20 гадзін у дзень, і выдаткі на спажыванне энергіі складаюць значную долю). Аднак R290 адносіцца да хладагентаў класа A3 (лёгкаўзгаральныя), і колькасць запраўкі павінна строга кантралявацца ў межах 200 г (таму ён абмежаваны толькі невялікімі маразільнымі камерамі). Акрамя таго, маразільная камера павінна мець выбухаабароненыя кампрэсары, трубаправоды супраць уцечак (напрыклад, трубы з медна-нікелевых сплаваў), а таксама вентыляцыйныя і цеплаадводныя канструкцыі. У цяперашні час яго доля ў еўрапейскіх маразільных камерах у крамах перавышае 30%.
CO₂ (R744)У асноўным выкарыстоўваецца ў камерцыйных маразільных камерах з ультранізкімі тэмпературамі (напрыклад, маразільныя камеры для біялагічных узораў з тэмпературай -60°C). Стандартная тэмпература выпарэння складае -78,5°C, што дазваляе дасягнуць захоўвання пры ультранізкіх тэмпературах без складанай каскаднай халадзільнай сістэмы; мае значэнне ODP 0 і значэнне GWP 1, што забяспечвае незаменную ахову навакольнага асяроддзя, не таксічны і неўзгаральны, з лепшай бяспекай, чым R290. Аднак CO₂ мае нізкую крытычную тэмпературу (31,1°C). Калі тэмпература навакольнага асяроддзя перавышае 25°C, патрабуецца тэхналогія «транскрытычнага цыклу», у выніку чаго ціск кампрэсара маразільнай камеры дасягае 10-12 МПа, што патрабуе выкарыстання высокатрывалых трубаправодаў з нержавеючай сталі і кампрэсараў, устойлівых да высокага ціску, пры гэтым кошт на 30%-40% вышэйшы, чым у маразільных камерах з R404A. Таму ў цяперашні час ён у асноўным выкарыстоўваецца ў сітуацыях з надзвычай высокімі патрабаваннямі да аховы навакольнага асяроддзя і нізкімі тэмпературамі (напрыклад, у медыцынскіх і навукова-даследчых маразільных камерах).
II. Будучыя тэндэнцыі холадагентаў: нізкі патэнцыял плыні патоку GWP і высокая бяспека становяцца асноўнымі напрамкамі
У спалучэнні з глабальнымі экалагічнымі нормамі (такімі як Рэгламент ЕС па фторуглеродных газах, план рэалізацыі Манрэальскага пратакола Кітая) і мадэрнізацыяй тэхналогій абсталявання, у будучыні халадзільныя агенты для халадзільнікаў і маразільнікаў будуць дэманстраваць тры асноўныя тэндэнцыі:
Хатнія халадзільнікіR600a паступова замяняе R134a — з развіццём тэхналогій абароны ад уцечак і выбухаў (напрыклад, новых герметызацыйных палосак, прылад аўтаматычнага адключэння ўцечак) кошт R600a будзе паступова зніжацца (чакаецца, што кошт знізіцца на 30% у бліжэйшыя 5 гадоў), і будуць падкрэслівацца яго перавагі ў выглядзе высокай экалагічнай бяспекі і высокай эфектыўнасці астуджэння. Чакаецца, што да 2030 года доля R600a ў бытавых халадзільніках перавысіць 50%, замяніўшы R134a ў якасці асноўнага халадзільніка.
Прамысловыя маразільнікі«Двухканальная распрацоўка» сумесяў CO₂ і HFO — для камерцыйных маразільнікаў з ультранізкімі тэмпературамі (ніжэй за -40°C) тэхнічная сталасць CO₂ будзе працягваць паляпшацца (напрыклад, высокаэфектыўныя транскрытычныя цыклічныя кампрэсары), а кошт будзе паступова зніжацца, прычым чакаецца, што да 2028 года іх доля перавысіць 40%; для камерцыйных маразільнікаў сярэдняй тэмпературы (ад -25°C да -18°C) асноўнай тэхналогіяй стане R454C (сумесь HFO і HFC, GWP≈466), з халадзільнымі характарыстыкамі, блізкімі да R404A, і які належыць да халадзільных агентаў класа A2L (нізкая таксічнасць і нізкая гаручасць), без строгіх абмежаванняў на колькасць запраўкі, з балансам паміж аховай навакольнага асяроддзя і практычнасцю.
Палепшаныя стандарты бяспекіАд «пасіўнай абароны» да «актыўнага маніторынгу» — незалежна ад таго, бытавое ці камерцыйнае абсталяванне, будучыя сістэмы холадагенту, як правіла, будуць абсталяваны функцыямі «інтэлектуальнага маніторынгу ўцечак + аўтаматычнага аварыйнага лячэння» (напрыклад, лазерныя датчыкі ўцечак для бытавых халадзільнікаў, сігналізацыі канцэнтрацыі і прылады вентыляцыйнай сувязі для камерцыйных маразільнікаў), асабліва для лёгкаўзгаральных холадагентаў, такіх як R600a і R290, каб ліквідаваць патэнцыйныя пагрозы бяспецы з дапамогай тэхнічных сродкаў і спрыяць усебаковай папулярызацыі холадагентаў з нізкім GWP.
III. Прыярытэт супастаўлення асноўных сцэнарыяў
Для патрэб розных карыстальнікаў пры выбары халадзільных агентаў можна прытрымлівацца наступных прынцыпаў:
Хатнія карыстальнікі: прыярытэт аддаецца мадэлям з R600a (баланс паміж аховай навакольнага асяроддзя і эканоміяй энергіі) – калі дазваляе бюджэт (на 200-500 юаняў даражэй, чым у мадэляў з R134a), прыярытэт варта аддаваць халадзільнікам з пазнакай «R600a». Іх спажыванне энергіі на 8%-12% ніжэйшае, чым у мадэляў з R134a, і яны больш экалагічна чыстыя; пасля пакупкі варта звярнуць увагу на тое, каб не дапускаць блізкасці задняй сценкі халадзільніка (дзе размешчаны кампрэсар) да адкрытага агню, і рэгулярна правяраць герметычнасць дзвярных ушчыльняльнікаў, каб знізіць рызыку ўцечкі.
Камерцыйныя карыстальнікі:Выбірайце ў адпаведнасці з патрэбамі тэмпературы (балансаванне выдаткаў і аховы навакольнага асяроддзя) – для маразільных камер сярэдняй тэмпературы (напрыклад, маразільных камер у крамах хуткага абслугоўвання) можна выкарыстоўваць мадэлі з R290, якія маюць меншыя доўгатэрміновыя эксплуатацыйныя выдаткі на энергію; для маразільных камер з ультранізкай тэмпературай (напрыклад, абсталявання для хуткай замарозкі), калі бюджэт дастатковы, перавага аддаецца мадэлям CO₂, якія адпавядаюць тэндэнцыям экалагічных нормаў і пазбягаюць рызыкі паступовага адмовы ад іх у будучыні; калі вас турбуе кароткатэрміновая адчувальнасць да выдаткаў, у якасці пераходнага варыянту можна выбраць мадэлі з R454C, якія збалансуюць прадукцыйнасць і ахову навакольнага асяроддзя.
Тэхнічнае абслугоўванне і заменаСтрога адпавядайце арыгінальнаму тыпу холадагенту – пры абслугоўванні старых халадзільнікаў і маразільнікаў не рабіце адвольную замену тыпу холадагенту (напрыклад, замену R134a на R600a), бо розныя холадагенты маюць розныя патрабаванні да змазвальнага алею кампрэсара і ціску ў трубаправодзе. Змешанае выкарыстанне прывядзе да пашкоджання кампрэсара або выхаду з ладу халадзільнай сістэмы. Неабходна звярнуцца да спецыялістаў, каб дадаць холадагент у адпаведнасці з тыпам, пазначаным на таблічцы абсталявання.
Час публікацыі: 29 жніўня 2025 г. Праглядаў: