Chladničky a mrazničky, jakožto nízkoteplotní skladovací zařízení pro domácí i komerční použití, procházejí neustálými změnami ve výběru chladiva, zaměřenými na „adaptabilitu chladicí účinnosti“ a „požadavky environmentálních předpisů“. Hlavní typy a vlastnosti v různých fázích jsou úzce sladěny s potřebami daného zařízení.
Raný mainstream: Použití chladiv CFC s „vysokou účinností, ale vysokou škodlivostí“
Od 50. do 90. let 20. století bylo R12 (dichlordifluormethan) absolutně nejrozšířenějším chladivem. Co se týče přizpůsobivosti zařízení, termodynamické vlastnosti R12 dokonale odpovídaly potřebám nízkoteplotního skladování – se standardní teplotou vypařování -29,8 °C snadno splňovalo teplotní požadavky chladniček pro uchovávání čerstvých potravin (0–8 °C) a mrazicích prostorů (pod -18 °C). Navíc mělo extrémně silnou chemickou stabilitu a vynikající kompatibilitu s měděnými trubkami, ocelovými plášti a minerálními mazacími oleji uvnitř chladniček, přičemž zřídka způsobovalo korozi nebo ucpávání potrubí a mohlo zajistit životnost zařízení více než 10 let.
R12 má hodnotu ODP 1,0 (referenční hodnota pro potenciál poškozování ozonové vrstvy) a hodnotu GWP přibližně 8500, což z něj činí silný skleníkový plyn. Se vstupem Montrealského protokolu v platnost je od roku 1996 postupně zakázáno celosvětové používání R12 v nově vyrobených mrazničkách. V současné době pouze některá stará zařízení stále obsahují zbytková tato chladiva a během údržby čelí dilematu neexistence alternativních zdrojů.
Přechodná fáze: Omezení „částečné náhrady“ chladivy s HCFC
Aby se překlenulo postupné vyřazování R12, byl v některých komerčních mrazničkách (například v malých mrazničkách v obchodech s potravinami) krátce používán R22 (difluormonochlormethan). Jeho výhoda spočívá v tom, že jeho termodynamický výkon se blíží R12, aniž by bylo nutné výrazně upravovat konstrukci kompresoru a potrubí mrazničky, a jeho hodnota ODP je snížena na 0,05, což výrazně oslabuje jeho schopnost poškozovat ozonovou vrstvu.
Nedostatky R22 jsou však také zřejmé: na jedné straně je jeho hodnota GWP okolo 1810, což stále patří k vysoce skleníkovým plynům, což neodpovídá dlouhodobému trendu ochrany životního prostředí; na druhé straně je chladicí účinnost (COP) R22 nižší než u R12, což povede ke zvýšení spotřeby energie o přibližně 10–15 % při použití v domácích chladničkách, takže se nestalo běžným prvkem v domácích chladničkách. S urychleným globálním postupným vyřazováním chladiv HCFC v roce 2020 se R22 v podstatě stáhlo z používání v oblasti chladniček a mrazniček.
I. Současná hlavní chladiva: Adaptace HFC a typů s nízkým GWP pro konkrétní scénáře
V současné době se výběr chladiv pro chladničky na trhu vyznačuje „rozlišováním mezi domácím a komerčním použitím a rovnováhou mezi ochranou životního prostředí a náklady“, přičemž se dělí především na dva hlavní typy, které se přizpůsobují funkčním potřebám různých zařízení:
1. Malé mrazničky: „Stabilní dominance“ chladiv
R134a (tetrafluorethan) je nejběžnější chladivo pro současné chladničky (zejména modely s objemem menším než 200 litrů), což představuje více než 70 %. Jeho hlavní výhody se odrážejí ve třech aspektech: za prvé, splňuje normy ochrany životního prostředí s hodnotou ODP 0, čímž zcela eliminuje riziko poškození ozonové vrstvy a splňuje základní požadavky globálních environmentálních předpisů; za druhé, jeho termodynamický výkon je vhodný, se standardní teplotou vypařování -26,1 °C, což spolu s vysoce účinným kompresorem chladničky umožňuje stabilně dosahovat teploty mrazicího prostoru od -18 °C do -25 °C, a jeho chladicí účinnost (COP) je o 8 %–12 % vyšší než u R22, což může snížit spotřebu energie zařízení; Za třetí, má spolehlivou bezpečnost, patří do chladiv třídy A1 (netoxické a nehořlavé), a i když dojde k mírnému úniku, nezpůsobí to bezpečnostní riziko pro rodinné prostředí a má dobrou kompatibilitu s plastovými díly a mazacím olejem kompresoru uvnitř chladničky s nízkou poruchovostí.
Kromě toho některé domácí ledničky střední až vyšší třídy používají R600a (isobutan, uhlovodík) – přírodní chladivo s hodnotou ODP 0 a hodnotou GWP pouze 3, s mnohem lepšími ekologickými vlastnostmi než R134a a jeho chladicí účinnost je o 5–10 % vyšší než u R134a, což může dále snížit spotřebu energie. R600a však patří do třídy chladiv A3 (vysoce hořlavé) a pokud jeho objemová koncentrace ve vzduchu dosáhne 1,8–8,4 %, exploduje při vystavení otevřenému ohni. Proto je jeho použití omezeno pouze na domácí ledničky (množství náplně je přísně omezeno na 50–150 g, což je mnohem méně než u komerčních zařízení) a lednice musí být vybavena zařízeními proti úniku (například tlakovými senzory) a kompresory v nevýbušném provedení, jejichž cena je o 15–20 % vyšší než u modelů s R134a, takže se dosud plně nepopularizovalo.
2. Komerční mrazničky / velké chladničky: „Postupné zavádění“ chladiv s nízkým GWP
Komerční mrazničky (například mrazicí ostrůvky v supermarketech) mají vyšší požadavky na „ochranu životního prostředí“ a „účinnost chlazení“ chladiv kvůli jejich velké kapacitě (obvykle více než 500 litrů) a vysokému chladicímu zatížení. V současné době se běžné možnosti dělí do dvou kategorií:
(1) Směsi HFC: „Adaptace na vysoké zatížení“ R404A
R404A (směs pentafluorethanu, difluormethanu a tetrafluorethanu) je hlavní chladivo pro komerční nízkoteplotní mrazničky (jako jsou rychlomrazničky s teplotou -40 °C) a tvoří přibližně 60 %. Jeho výhodou je vynikající chladicí výkon za nízkých teplot – při teplotě vypařování -40 °C je chladicí kapacita o 25–30 % vyšší než u R134a, které dokáže rychle uspokojit potřeby nízkoteplotního skladování mrazniček. Patří do třídy chladiv A1 (netoxické a nehořlavé) s objemem náplně až několik kilogramů (daleko přesahujícím množství u domácích chladniček), bez obav z rizika hořlavosti, a přizpůsobuje se provozu velkých mrazniček s vysokým zatížením.
Nedostatky chladiva R404A v ochraně životního prostředí se však postupně staly zřejmými. Jeho hodnota GWP dosahuje až 3922, což patří mezi plyny s vysokým skleníkovým efektem. V současné době Evropská unie a další regiony vydaly předpisy omezující jeho použití (například zákaz používání chladiv s GWP > 2500 v nově vyrobených komerčních mrazničkách po roce 2022). Proto je R404A postupně nahrazováno chladivy s nízkým GWP.
(2) Typy s nízkým GWP: „Environmentální alternativy“ R290 a CO₂
Vzhledem k přísnějším environmentálním předpisům se R290 (propan) a CO₂ (R744) staly novými volbami pro komerční mrazničky a přizpůsobily se různým potřebám v různých scénářích:
R290 (propan)Používá se hlavně v malých komerčních mrazničkách (například horizontálních mrazničkách v obchodech s potravinami). Jeho hodnota ODP je 0, hodnota GWP je přibližně 3, s extrémně silnou ochranou životního prostředí; a jeho chladicí účinnost je o 10%-15% vyšší než u R404A, což může snížit provozní spotřebu energie komerčních mrazniček (komerční zařízení pracují více než 20 hodin denně a náklady na spotřebu energie tvoří vysoký podíl). R290 však patří do chladiv třídy A3 (vysoce hořlavé) a množství náplně musí být přísně kontrolováno do 200 g (takže je omezeno pouze na malé mrazničky). Kromě toho musí mraznička používat kompresory odolné proti výbuchu, potrubí proti úniku (například trubky ze slitiny mědi a niklu) a ventilační a odvod tepla. V současné době jeho podíl v evropských mrazničkách v obchodech s potravinami překročil 30%.
CO₂ (R744)Používá se hlavně v komerčních mrazničkách s ultranízkými teplotami (jako jsou mrazničky biologických vzorků s teplotou -60 °C). Jeho standardní teplota odpařování je -78,5 °C, což umožňuje skladování při ultranízké teplotě bez složitého kaskádového chladicího systému; má hodnotu ODP 0 a hodnotu GWP 1, s nenahraditelnou ochranou životního prostředí a je netoxický a nehořlavý, s lepší bezpečností než R290. CO₂ má však nízkou kritickou teplotu (31,1 °C). Když okolní teplota překročí 25 °C, je nutná technologie „transkritického cyklu“, což má za následek, že tlak kompresoru mrazničky dosahuje až 10–12 MPa, což vyžaduje použití vysokopevnostních potrubí z nerezové oceli a kompresorů odolných vůči vysokému tlaku, s náklady o 30–40 % vyššími než u mrazniček s R404A. Proto se v současné době používá hlavně v prostředích s extrémně vysokými požadavky na ochranu životního prostředí a nízké teploty (jako jsou mrazničky pro lékařské a vědecké výzkumy).
II. Budoucí trendy chladiv: Nízký GWP a vysoká bezpečnost se stávají klíčovými směry
V kombinaci s globálními environmentálními předpisy (jako je nařízení EU o F-plynech, čínský implementační plán Montrealského protokolu) a modernizací technologií zařízení budou chladiva pro ledničky a mrazničky v budoucnu vykazovat tři hlavní trendy:
Domácí ledničkyR600a postupně nahrazuje R134a – s rozvojem technologií proti úniku a ochrany proti výbuchu (jako jsou nové těsnicí pásky, automatická zařízení proti úniku) se cena R600a bude postupně snižovat (očekává se, že v příštích 5 letech cena klesne o 30 %) a zdůrazní se jeho výhody, jako je vysoká ochrana životního prostředí a vysoká chladicí účinnost. Očekává se, že podíl R600a v domácích chladničkách do roku 2030 překročí 50 % a nahradí R134a jako hlavní proud.
Komerční mrazničky„Dvoucestný vývoj“ směsí CO₂ a HFO – u komerčních mrazniček s ultranízkými teplotami (pod -40 °C) se bude technická vyspělost CO₂ nadále zlepšovat (například vysoce účinné transkritické cyklické kompresory) a náklady se budou postupně snižovat, přičemž se očekává, že podíl do roku 2028 překročí 40 %; u komerčních mrazniček se středními teplotami (-25 °C až -18 °C) se stane hlavním proudem R454C (směs HFO a HFC, GWP ≈ 466) s chladicím výkonem blízkým R404A a náležejícím do třídy chladiv A2L (nízká toxicita a nízká hořlavost), bez přísných omezení množství náplně, s vyvážením ochrany životního prostředí a praktičnosti.
Vylepšené bezpečnostní standardyOd „pasivní ochrany“ k „aktivnímu monitorování“ – bez ohledu na to, zda se jedná o domácí nebo komerční zařízení, budou budoucí chladicí systémy obecně vybaveny funkcemi „inteligentního monitorování úniků + automatického řešení nouzových situací“ (jako jsou laserové senzory úniků pro domácí ledničky, alarmy koncentrace a zařízení pro propojení ventilace pro komerční mrazničky), zejména pro hořlavá chladiva, jako jsou R600a a R290, aby se technickými prostředky eliminovala potenciální bezpečnostní rizika a podpořila se komplexní popularizace chladiv s nízkým GWP.
III. Priorita párování klíčových scénářů
Pro potřeby různých uživatelů lze při výběru chladicích médií dodržovat následující zásady:
Domácí uživatelé: Přednost mají modely s chladivem R600a (vyvážení ochrany životního prostředí a úspory energie) – pokud to rozpočet dovolí (o 200–500 juanů dražší než u modelů s R134a), měla by být dána přednost chladničkám označeným „chladivo R600a“. Jejich spotřeba energie je o 8–12 % nižší než u modelů s R134a a jsou šetrnější k životnímu prostředí; po zakoupení je třeba dbát na to, aby se zadní strana chladničky (kde se nachází kompresor) nedostala do blízkosti otevřeného ohně, a pravidelně kontrolovat těsnost těsnění dveří, aby se snížilo riziko úniku.
Komerční uživatelé:Vyberte podle teplotních potřeb (vyvažování nákladů a ochrany životního prostředí) – pro středněteplotní mrazničky (například mrazničky v obchodech s potravinami) lze zvolit modely s R290, které mají nižší dlouhodobé provozní náklady na spotřebu energie; pro ultranízkoteplotní mrazničky (například rychlomrazicí zařízení) se v případě dostatečného rozpočtu upřednostňují modely s CO₂, které jsou v souladu s trendem environmentálních předpisů a zabraňují riziku postupného vyřazování v budoucnu; pokud je důležitá krátkodobá citlivost na náklady, lze jako přechodné řešení zvolit modely s R454C, které vyvažují výkon a ochranu životního prostředí.
Údržba a výměnaPřísně dodržujte původní typ chladiva – při údržbě starých chladniček a mrazniček svévolně nevyměňujte typ chladiva (například R134a za R600a), protože různá chladiva mají různé požadavky na mazací olej kompresoru a tlak v potrubí. Smíšené použití způsobí poškození kompresoru nebo selhání chlazení. Pro přidání chladiva dle typu uvedeného na typovém štítku zařízení je nutné kontaktovat odborníky.
Čas zveřejnění: 29. srpna 2025 Zobrazení: