Хладилниците и фризерите, като нискотемпературно оборудване за съхранение за битови и търговски цели, са обект на непрекъснати промени в избора на хладилен агент, съсредоточени около „адаптивност на хладилната ефективност“ и „екологични регулаторни изисквания“. Основните типове и характеристики на различните етапи са тясно съобразени с нуждите на оборудването.
Ранен мейнстрийм: Приложение на фреони, съдържащи хладилни агенти с „висока ефективност, но висока вреда“
От 50-те до 90-те години на миналия век, R12 (дихлордифлуорометан) е бил абсолютният основен хладилен агент. По отношение на адаптивността на оборудването, термодинамичните свойства на R12 перфектно отговарят на нуждите за съхранение при ниски температури – със стандартна температура на изпарение от -29,8°C, той лесно може да отговори на температурните изисквания на отделенията за съхранение на свежи продукти в хладилника (0-8°C) и отделенията за замразяване (под -18°C). Освен това, той има изключително силна химическа стабилност и отлична съвместимост с медните тръби, стоманените корпуси и минералните смазочни масла вътре в хладилниците, рядко причинявайки корозия или запушвания на тръбите, и може да осигури експлоатационен живот на оборудването повече от 10 години.
R12 има ODP стойност от 1.0 (бенчмарк за озоноразрушаващ потенциал) и GWP стойност от приблизително 8500, което го прави силен парников газ. С влизането в сила на Монреалския протокол, глобалната употреба на R12 в новопроизведени фризери постепенно е забранена от 1996 г. насам. В момента само някои стари съоръжения все още имат остатъчни такива хладилни агенти и са изправени пред дилемата да нямат алтернативни източници по време на поддръжка.
Преходен етап: Ограничения на „частичната замяна“ с хладилни агенти на HCFC
За да се преодолее постепенното премахване на R12, R22 (дифлуоромонохлорметан) някога е бил използван за кратко в някои търговски фризери (като малки фризери в магазини за хранителни стоки). Предимството му е, че термодинамичните му характеристики са близки до тези на R12, без да са необходими значителни модификации в дизайна на компресора и тръбопровода на фризера, а стойността на ODP е намалена до 0,05, което значително отслабва озоноразрушаващия му капацитет.
Недостатъците на R22 обаче също са очевидни: от една страна, стойността му на GWP е около 1810, което все още принадлежи към високопарниковите газове, което не съответства на дългосрочната тенденция за опазване на околната среда; от друга страна, хладилната ефективност (COP) на R22 е по-ниска от тази на R12, което ще доведе до увеличение на консумацията на енергия с около 10%-15%, когато се използва в домакински хладилници, така че той не се е превърнал в основен продукт за домакински хладилници. С ускореното глобално премахване на HCFC хладилните агенти през 2020 г., R22 на практика се е оттеглил от приложение в областта на хладилниците и фризерите.
I. Съвременни хладилни агенти: Адаптиране към специфични сценарии на флуоровъглеводороди (HFC) и видове с нисък потенциал за глобално затопляне (GWP)
В момента изборът на хладилен агент за хладилници на пазара показва характеристиките на „разграничение между битово и търговско използване и баланс между опазване на околната среда и цена“, разделен главно на два основни типа, адаптирани към функционалните нужди на различното оборудване:
1. Малки фризери: „Стабилно господство“ на хладилните агенти
R134a (тетрафлуороетан) е най-разпространеният хладилен агент за съвременните хладилници (особено модели с капацитет по-малък от 200 литра), като представлява повече от 70%. Основните му предимства за адаптация се отразяват в три аспекта: първо, той отговаря на стандартите за опазване на околната среда, със стойност на ODP от 0, което напълно елиминира риска от увреждане на озоновия слой и отговаря на основните изисквания на глобалните екологични разпоредби; второ, термодинамичните му характеристики са подходящи, със стандартна температура на изпарение от -26,1°C, което, заедно с високоефективния компресор на хладилника, може стабилно да постигне температурата на замразяващото отделение от -18°C до -25°C, а хладилната му ефективност (COP) е с 8%-12% по-висока от тази на R22, което може да намали консумацията на енергия на оборудването; трето, той има надеждна безопасност, принадлежащ към хладилни агенти клас А1 (нетоксичен и незапалим), дори ако възникне леко изтичане, това няма да създаде опасност за безопасността на домашната среда и има добра съвместимост с пластмасовите части и смазочното масло на компресора вътре в хладилника, с нисък процент на повреди.
Освен това, някои домакински хладилници от среден до висок клас използват R600a (изобутан, въглеводород) – естествен хладилен агент, който има ODP стойност 0 и GWP стойност само 3, с много по-добри екологични характеристики от R134a, а хладилната му ефективност е с 5%-10% по-висока от тази на R134a, което може допълнително да намали консумацията на енергия. R600a обаче принадлежи към хладилни агенти от клас A3 (леснозапалими) и когато обемната му концентрация във въздуха достигне 1,8%-8,4%, той ще експлодира при излагане на открит пламък. Следователно, употребата му е ограничена само в домакински хладилници (количеството за зареждане е строго ограничено до 50g-150g, много по-ниско от това на търговското оборудване), а хладилникът трябва да бъде оборудван с устройства за откриване на течове (като сензори за налягане) и взривобезопасни компресори, като цената му е с 15%-20% по-висока от тази на моделите с R134a, така че не е напълно популярен.
2. Търговски фризери / големи хладилници: „Постепенно проникване“ на хладилни агенти с нисък GWP
Търговските фризери (като например фризерните острови в супермаркетите) имат по-високи изисквания за „опазване на околната среда“ и „хладилна ефективност“ на хладилните агенти поради големия им капацитет (обикновено над 500 литра) и високото хладилно натоварване. В момента основните избори са разделени на две категории:
(1) Смеси от флуоровъглеводороди: „Адаптация за високо натоварване“ на R404A
R404A (смес от пентафлуороетан, дифлуорометан и тетрафлуороетан) е основният хладилен агент за търговски нискотемпературни фризери (като фризери за бързо замразяване при -40°C), като представлява около 60%. Предимството му е, че хладилната му ефективност при ниски температури е изключителна – при температура на изпарение от -40°C, хладилният капацитет е с 25%-30% по-висок от този на R134a, който може бързо да задоволи нуждите от съхранение при ниски температури на фризерите; и принадлежи към хладилни агенти клас A1 (нетоксичен и незапалим), с количество зареждане до няколко килограма (значително надвишаващо това на домакинските хладилници), без да се притеснявате за рискове от запалимост, адаптирайки се към работата с голямо натоварване на големи фризери.
Въпреки това, недостатъците на R404A по отношение на опазването на околната среда постепенно стават все по-очевидни. Стойността му на GWP достига 3922, което го прави клас газове с висок парников ефект. В момента Европейският съюз и други региони са издали разпоредби за ограничаване на употребата му (като например забрана за използването на хладилни агенти с GWP > 2500 в новопроизведени търговски фризери след 2022 г.). Поради това R404A постепенно се заменя с хладилни агенти с нисък GWP.
(2) Видове с нисък GWP: „Екологични алтернативи“ на R290 и CO₂
На фона на затегнатите екологични разпоредби, R290 (пропан) и CO₂ (R744) се превърнаха в нов избор за търговски фризери, адаптирайки се към различни нужди в различни сценарии:
R290 (пропан)Използва се главно в малки търговски фризери (като хоризонтални фризери за магазини). Стойността му на ODP е 0, стойността на GWP е около 3, с изключително силна защита на околната среда; а хладилната му ефективност е с 10%-15% по-висока от тази на R404A, което може да намали консумацията на енергия по време на работа на търговските фризери (търговското оборудване работи повече от 20 часа на ден и разходите за енергия представляват висок дял). R290 обаче принадлежи към хладилни агенти от клас A3 (леснозапалим) и количеството на зареждане трябва да бъде стриктно контролирано в рамките на 200 g (така че е ограничен само до малки фризери). Освен това, фризерът трябва да използва взривоустойчиви компресори, тръбопроводи против течове (като тръби от медно-никелова сплав) и вентилационни и топлоотвеждащи конструкции. В момента делът му в европейските фризери за магазини е надхвърлил 30%.
CO₂ (R744)Използва се главно в търговски фризери с ултраниска температура (като фризери за биологични проби с температура -60°C). Стандартната му температура на изпарение е -78,5°C, което позволява съхранение при ултраниска температура без сложна каскадна хладилна система; има ODP стойност 0 и GWP стойност 1, с незаменима защита на околната среда, нетоксичен е и негорим, с по-добра безопасност от R290. CO₂ обаче има ниска критична температура (31,1°C). Когато температурата на околната среда надвиши 25°C, е необходима технология за „транскритичен цикъл“, което води до налягане на компресора на фризера до 10-12MPa, което изисква използването на високоякостни тръбопроводи от неръждаема стомана и компресори, устойчиви на високо налягане, с цена с 30%-40% по-висока от тази на фризерите с R404A. Поради това в момента се използва главно в сценарии с изключително високи изисквания за опазване на околната среда и ниски температури (като фризери за медицински и научни изследвания).
II. Бъдещи тенденции при хладилните агенти: Ниският GWP и високата безопасност се превръщат в основни насоки
В комбинация с глобалните екологични разпоредби (като например Регламента на ЕС за флуорираните парникови газове, плана за прилагане на Монреалския протокол на Китай) и технологичните подобрения на оборудването, хладилните агенти за хладилници и фризери ще покажат три основни тенденции в бъдеще:
Домакински хладилнициR600a постепенно замества R134a – с развитието на технологиите против течове и взривозащита (като нови уплътнителни ленти, устройства за автоматично спиране на течове), цената на R600a постепенно ще намалява (очаква се цената да спадне с 30% през следващите 5 години), а предимствата му за висока екологична защита и висока хладилна ефективност ще бъдат подчертани. Очаква се делът на R600a в домакинските хладилници да надхвърли 50% до 2030 г., замествайки R134a като основен продукт.
Търговски фризери„Двупосочно развитие“ на смеси от CO₂ и HFO – за търговски фризери с ултраниска температура (под -40°C), техническата зрялост на CO₂ ще продължи да се подобрява (като например високоефективни транскритични циклични компресори), а цената постепенно ще намалява, като се очаква делът да надхвърли 40% до 2028 г.; за търговски фризери със средна температура (-25°C до -18°C), R454C (смес от HFO и HFC, GWP≈466) ще се превърне в основен продукт, с хладилна производителност, близка до тази на R404A, и принадлежащ към хладилни агенти клас A2L (ниска токсичност и ниска запалимост), без строги ограничения за количеството на зареждане, балансирайки опазването на околната среда и практичността.
Подобрени стандарти за безопасностОт „пасивна защита“ до „активен мониторинг“ – независимо дали става въпрос за битово или търговско оборудване, бъдещите хладилни системи обикновено ще бъдат оборудвани с функции за „интелигентен мониторинг на течове + автоматично аварийно третиране“ (като лазерни сензори за течове за битови хладилници, аларми за концентрация и устройства за вентилационна връзка за търговски фризери), особено за запалими хладилни агенти като R600a и R290, за да се елиминират потенциалните рискове за безопасността чрез технически средства и да се насърчи всеобхватното популяризиране на хладилни агенти с нисък GWP.
III. Приоритет на съпоставянето на основни сценарии
За нуждите на различните потребители, при избора на хладилни агенти за хладилници могат да се следват следните принципи:
Домакински потребители: Приоритет се дава на модели с R600a (баланс между опазване на околната среда и пестене на енергия) – ако бюджетът позволява (200-500 юана по-скъпи от моделите с R134a), приоритет трябва да се даде на хладилници, маркирани с „хладилен агент R600a“. Консумацията им на енергия е с 8%-12% по-ниска от тази на моделите с R134a и са по-екологични; след покупка трябва да се обърне внимание на това да се избягва близостта на задната част на хладилника (където се намира компресорът) до открит пламък и редовно да се проверява херметичността на уплътненията на вратата, за да се намали рискът от течове.
Търговски потребители:Изберете според температурните нужди (балансиране на разходите и опазването на околната среда) – за фризери със средна температура (като фризери за хранителни магазини) могат да се изберат модели с R290, с по-ниски дългосрочни оперативни разходи за енергия; за фризери с ултраниска температура (като оборудване за бързо замразяване), ако бюджетът е достатъчен, се предпочитат модели с CO₂, които са в съответствие с тенденциите на екологичните разпоредби и избягват риска от постепенно премахване в бъдеще; ако краткосрочната чувствителност към разходите е проблем, моделите с R454C могат да се изберат като преход, балансирайки производителността и опазването на околната среда.
Поддръжка и подмянаСтриктно спазвайте оригиналния тип хладилен агент – при поддръжка на стари хладилници и фризери не сменяйте произволно типа хладилен агент (например, R134a с R600a), тъй като различните хладилни агенти имат различни изисквания за смазочно масло на компресора и налягане в тръбопровода. Смесената употреба ще доведе до повреда на компресора или повреда на хладилната система. Необходимо е да се свържете с професионалисти, за да добавите хладилен агент според типа, отбелязан на табелката с данни на оборудването.
Време на публикуване: 29 август 2025 г. Преглеждания: