Køleskabe og frysere, som er udstyr til lavtemperaturopbevaring til husholdnings- og erhvervsmæssig brug, har oplevet løbende iterationer i valg af kølemiddel centreret omkring "tilpasningsevne til køleeffektivitet" og "miljømæssige lovgivningsmæssige krav". De almindelige typer og egenskaber i forskellige stadier er i høj grad afstemt med udstyrets behov.
Tidlig mainstream: Anvendelse af CFC-kølemidler med "høj effektivitet, men stor skade"
Fra 1950'erne til 1990'erne var R12 (dichlordifluormethan) det absolutte mainstream-kølemiddel. Med hensyn til udstyrets tilpasningsevne matchede R12's termodynamiske egenskaber perfekt behovene for lavtemperaturopbevaring – med en standardfordampningstemperatur på -29,8 °C kunne det nemt opfylde temperaturkravene i køleskabes friskhedsrum (0-8 °C) og fryserum (under -18 °C). Desuden havde det ekstremt stærk kemisk stabilitet og fremragende kompatibilitet med kobberrør, stålskaller og mineralske smøreolier i køleskabe, hvilket sjældent forårsagede korrosion eller rørtilstopninger og kunne sikre udstyrets levetid i mere end 10 år.
R12 har en ODP-værdi på 1,0 (en benchmark for ozonnedbrydende potentiale) og en GWP-værdi på cirka 8500, hvilket gør den til en stærk drivhusgas. Med Montreal-protokollens ikrafttræden er den globale brug af R12 i nyproducerede frysere gradvist blevet forbudt siden 1996. I øjeblikket er det kun noget gammelt udstyr, der stadig har rester af sådanne kølemidler, og står over for dilemmaet med ingen alternative kilder under vedligeholdelse.
Overgangsfase: Begrænsninger ved "delvis udskiftning" med HCFC-kølemidler
For at imødegå udfasningen af R12 blev R22 (difluormonochlormethan) engang kortvarigt brugt i nogle kommercielle frysere (såsom små frysere i kiosker). Dens fordel ligger i, at dens termodynamiske ydeevne er tæt på R12's, uden behov for væsentlige ændringer af fryserens kompressor og rørledningsdesign, og dens ODP-værdi er reduceret til 0,05, hvilket svækker dens ozonnedbrydende kapacitet betydeligt.
Manglerne ved R22 er dog også åbenlyse: på den ene side er dens GWP-værdi omkring 1810, hvilket stadig er blandt de høje drivhusgasser, hvilket ikke stemmer overens med den langsigtede miljøbeskyttelsestendens; på den anden side er køleeffektiviteten (COP) for R22 lavere end for R12, hvilket vil føre til en stigning i strømforbruget på omkring 10%-15%, når det bruges i husholdningskøleskabe, så det er ikke blevet mainstream i husholdningskøleskabe. Med den accelererede globale udfasning af HCFC-kølemidler i 2020 er R22 stort set trukket tilbage fra anvendelse i køleskabe og frysere.
I. Nuværende mainstream-kølemidler: Scenariespecifik tilpasning af HFC'er og typer med lavt GWP
I øjeblikket udviser udvalget af kølemidler til køleskabe på markedet karakteristika som "differentiering mellem husholdnings- og erhvervsmæssig brug og balance mellem miljøbeskyttelse og omkostninger", primært opdelt i to hovedtyper, der tilpasser sig de funktionelle behov hos forskelligt udstyr:
1. Små frysere: "Stabil dominans" af kølemidler
R134a (tetrafluorethan) er det mest almindelige kølemiddel til nuværende køleskabe (især modeller med en kapacitet på under 200 l) og tegner sig for mere end 70 %. Dets centrale tilpasningsfordele afspejles i tre aspekter: for det første opfylder det miljøbeskyttelsesstandarder med en ODP-værdi på 0, hvilket fuldstændigt eliminerer risikoen for ozonlagsskader og overholder de grundlæggende krav i globale miljøregler. For det andet er dets termodynamiske ydeevne passende med en standardfordampningstemperatur på -26,1 °C, som sammen med køleskabets højeffektive kompressor stabilt kan opnå temperaturen i fryserummet fra -18 °C til -25 °C, og dets køleeffektivitet (COP) er 8 % -12 % højere end R22's, hvilket kan reducere udstyrets strømforbrug. For det tredje har den pålidelig sikkerhed, da den tilhører klasse A1 kølemidler (ikke-giftige og ikke-brandbare). Selv hvis der opstår en lille lækage, vil den ikke forårsage sikkerhedsrisici for familiemiljøet, og den har god kompatibilitet med plastikdelene og kompressorens smøreolie inde i køleskabet med en lav fejlrate.
Derudover bruger nogle mellem- til højpriskøleskabe R600a (isobutan, et kulbrinte) – et naturligt kølemiddel med en ODP-værdi på 0 og en GWP-værdi på kun 3, hvilket giver langt bedre miljøegenskaber end R134a, og dets køleeffektivitet er 5%-10% højere end R134as, hvilket yderligere kan reducere energiforbruget. R600a tilhører dog klasse A3-kølemidler (meget brandfarlige), og når dets volumenkoncentration i luften når 1,8%-8,4%, vil det eksplodere, når det udsættes for åben ild. Derfor er det kun begrænset til brug i husholdningskøleskabe (påfyldningsmængden er strengt begrænset til 50g-150g, hvilket er meget lavere end i kommercielt udstyr), og køleskabet skal være udstyret med lækagedetekteringsenheder (såsom tryksensorer) og eksplosionssikre kompressorer, der er 15%-20% højere end R134a-modellernes, så det er ikke blevet fuldt ud populært.
2. Kommercielle frysere / store køleskabe: "Gradvis indtrængning" af kølemidler med lavt GWP
Kommercielle frysere (såsom supermarkedskø-frysere) har højere krav til "miljøbeskyttelse" og "køleeffektivitet" af kølemidler på grund af deres store kapacitet (normalt mere end 500 l) og høje kølebelastning. I øjeblikket er de almindelige valg opdelt i to kategorier:
(1) HFC-blandinger: "Tilpasning til høj belastning" af R404A
R404A (en blanding af pentafluorethan, difluormethan og tetrafluorethan) er det almindelige kølemiddel til kommercielle lavtemperaturfrysere (såsom -40°C hurtigfrysere) og tegner sig for omkring 60%. Fordelen er, at dets køleevne under lave temperaturforhold er enestående – ved en fordampningstemperatur på -40°C er kølekapaciteten 25%-30% højere end R134a, som hurtigt kan opfylde fryseres behov for opbevaring ved lav temperatur. Det tilhører også klasse A1-kølemidler (ikke-giftige og ikke-brandbare) med en påfyldningsmængde på op til flere kilogram (langt over husholdningskøleskabe) uden at man behøver at bekymre sig om brandfarlighedsrisici, og det kan tilpasse sig driften med høj belastning i store frysere.
Miljøbeskyttelsesmanglerne ved R404A er dog gradvist blevet fremtrædende. Dens GWP-værdi er så høj som 3922, hvilket er en af de produkter med højt drivhusgasemission. I øjeblikket har EU og andre regioner udstedt regler for at begrænse dens anvendelse (såsom forbud mod brug af kølemidler med et GWP på > 2500 i nyproducerede kommercielle frysere efter 2022). Derfor bliver R404A gradvist erstattet af kølemidler med lavt GWP-emission.
(2) Lav-GWP-typer: "Miljøvenlige alternativer" til R290 og CO₂
På baggrund af skærpede miljøregler er R290 (propan) og CO₂ (R744) blevet nye valg til kommercielle frysere, der tilpasser sig forskellige behov i forskellige scenarier:
R290 (propan)Anvendes primært i små kommercielle frysere (såsom horisontale frysere i dagligvarebutikker). Dens ODP-værdi er 0, GWP-værdien er omkring 3, hvilket giver en ekstremt stærk miljøbeskyttelse; og dens køleeffektivitet er 10%-15% højere end R404A, hvilket kan reducere energiforbruget i kommercielle frysere (kommercielt udstyr er i drift i mere end 20 timer om dagen, og energiforbruget udgør en stor andel). R290 tilhører dog klasse A3 kølemidler (meget brandfarligt), og påfyldningsmængden skal kontrolleres strengt inden for 200 g (så det er kun begrænset til små frysere). Derudover skal fryseren have eksplosionssikre kompressorer, lækagesikre rørledninger (såsom kobber-nikkel-legeringsrør) samt ventilations- og varmeafledningsdesign. I øjeblikket har dens andel i europæiske dagligvarebutikkers frysere oversteget 30%.
CO₂ (R744)Anvendes hovedsageligt i kommercielle frysere med ultralav temperatur (såsom -60°C biologiske prøvefrysere). Dens standardfordampningstemperatur er -78,5°C, hvilket kan opnå ultralav temperaturopbevaring uden et komplekst kaskadekølesystem; og den har en ODP-værdi på 0 og en GWP-værdi på 1, med uerstattelig miljøbeskyttelse, og er ikke-giftig og ikke-brandbar, med bedre sikkerhed end R290. CO₂ har dog en lav kritisk temperatur (31,1°C). Når omgivelsestemperaturen overstiger 25°C, kræves "transkritisk cyklus"-teknologi, hvilket resulterer i, at fryserens kompressortryk er så højt som 10-12 MPa, hvilket kræver brug af rørledninger af højstyrke rustfrit stål og højtryksbestandige kompressorer, med en pris, der er 30%-40% højere end for R404A-frysere. Derfor anvendes den i øjeblikket hovedsageligt i scenarier med ekstremt høje krav til miljøbeskyttelse og lave temperaturer (såsom medicinske og videnskabelige forskningsfrysere).
II. Fremtidige tendenser inden for kølemidler: Lavt GWP og høj sikkerhed bliver centrale retninger
Kombineret med globale miljøregler (såsom EU's F-gasforordning, Kinas implementeringsplan for Montreal-protokollen) og opgraderinger af udstyrsteknologi vil kølemidler til køleskabe og frysere vise tre store tendenser i fremtiden:
HusholdningskøleskabeR600a erstatter gradvist R134a – med modningen af lækagesikre og eksplosionssikre teknologier (såsom nye tætningslister, automatiske lækageafbrydere) vil prisen på R600a gradvist falde (det forventes, at prisen vil falde med 30 % i løbet af de næste 5 år), og dens fordele ved høj miljøbeskyttelse og høj køleeffektivitet vil blive fremhævet. Det forventes, at andelen af R600a i husholdningskøleskabe vil overstige 50 % inden 2030 og erstatte R134a som mainstream.
Kommercielle frysere"Tosporet udvikling" af blandinger af CO₂ og HFO – for kommercielle frysere med ultralav temperatur (under -40 °C) vil den tekniske modenhed af CO₂ fortsætte med at forbedres (såsom højeffektive transkritiske cykluskompressorer), og omkostningerne vil gradvist falde, hvor andelen forventes at overstige 40 % inden 2028; for kommercielle frysere med mellemtemperatur (-25 °C til -18 °C) vil R454C (en blanding af HFO og HFC, GWP≈466) blive mainstream med en køleydelse tæt på R404A og tilhørende klasse A2L-kølemidler (lav toksicitet og lav brandfarlighed) uden strenge begrænsninger på påfyldningsmængden, der balancerer miljøbeskyttelse og praktisk anvendelighed.
Opgraderede sikkerhedsstandarderFra "passiv beskyttelse" til "aktiv overvågning" – uanset husholdnings- eller kommercielt udstyr, vil fremtidige kølesystemer generelt være udstyret med "intelligent lækageovervågning + automatisk nødbehandling"-funktioner (såsom laserlækagesensorer til husholdningskøleskabe, koncentrationsalarmer og ventilationskoblingsenheder til kommercielle frysere), især til brandfarlige kølemidler som R600a og R290, for at eliminere potentielle sikkerhedsfarer gennem tekniske midler og fremme den omfattende popularisering af kølemidler med lavt GWP.
III. Prioritet for matchning af kernescenarier
Afhængigt af forskellige brugeres behov kan følgende principper følges ved valg af kølemidler til køleskabe:
Husholdningsbrugere: Prioritet gives til R600a-modeller (balancering af miljøbeskyttelse og energibesparelse) – hvis budgettet tillader det (200-500 yuan højere end R134a-modeller), bør køleskabe mærket med "R600a-kølemiddel" prioriteres. Deres strømforbrug er 8%-12% lavere end R134a-modellernes, og de er mere miljøvenlige. Efter købet skal man være opmærksom på at undgå, at køleskabets bagside (hvor kompressoren er placeret) er i nærheden af åben ild, og regelmæssigt kontrollere tætheden af dørtætningerne for at reducere risikoen for lækage.
Kommercielle brugere:Vælg efter temperaturbehov (afbalancering af omkostninger og miljøbeskyttelse) – frysere til mellemtemperaturer (f.eks. frysere i dagligvarebutikker) kan vælge R290-modeller med lavere langsigtede driftsomkostninger for energiforbrug. Til frysere med ultralav temperatur (f.eks. hurtigfryseudstyr) foretrækkes CO₂-modeller, hvis budgettet er tilstrækkeligt, da de er i tråd med tendensen inden for miljøregler og undgår risikoen for udfasning i fremtiden. Hvis kortsigtet omkostningsfølsomhed er en bekymring, kan R454C-modeller vælges som en overgang, der afbalancerer ydeevne og miljøbeskyttelse.
Vedligeholdelse og udskiftningSørg for nøje at bruge den originale kølemiddeltype – ved vedligeholdelse af gamle køleskabe og frysere må kølemiddeltypen ikke udskiftes vilkårligt (f.eks. ved at erstatte R134a med R600a), da forskellige kølemidler har forskellige krav til kompressorens smøreolie og rørledningstryk. Blandet brug vil forårsage kompressorskader eller kølefejl. Det er nødvendigt at kontakte fagfolk for at tilføje kølemidler i henhold til den type, der er angivet på udstyrets typeskilt.
Opslagstidspunkt: 29. august 2025 Visninger: