Jääkaapit ja pakastimet, kotitalous- ja kaupalliseen käyttöön tarkoitettuina matalan lämpötilan säilytyslaitteina, ovat kokeneet jatkuvia kylmäaineiden valintamuutoksia, jotka keskittyvät "jäähdytystehokkuuden sopeutuvuuteen" ja "ympäristömääräyksiin". Eri vaiheissa vallitsevat tyypit ja ominaisuudet vastaavat pitkälti laitteiden tarpeita.
Varhainen valtavirta: CFC-kylmäaineiden käyttö "tehokkaalla mutta haitallisella" tavalla
1950-luvulta 1990-luvulle R12 (diklooridifluorimetaani) oli ehdoton valtavirtakylmäaine. Laitteiden soveltuvuuden kannalta R12:n termodynaamiset ominaisuudet vastasivat täydellisesti matalan lämpötilan varastoinnin tarpeita – -29,8 °C:n vakiohöyrystymislämpötilalla se pystyi helposti täyttämään jääkaapin tuoreensäilytysosastojen (0–8 °C) ja pakasteosastojen (alle -18 °C) lämpötilavaatimukset. Lisäksi sillä oli erittäin vahva kemiallinen stabiilius ja erinomainen yhteensopivuus jääkaappien sisällä olevien kupariputkien, teräskuorten ja mineraalivoiteluöljyjen kanssa, mikä aiheutti harvoin korroosiota tai putkien tukoksia ja pystyi varmistamaan laitteiden käyttöiän yli 10 vuodeksi.
R12:n ODP-arvo on 1,0 (otsonikerrosta heikentävän vaikutuksen vertailuarvo) ja GWP-arvo noin 8500, mikä tekee siitä voimakkaan kasvihuonekaasun. Montrealin pöytäkirjan voimaantulon myötä R12:n käyttö uusissa pakastimissa on kielletty maailmanlaajuisesti vähitellen vuodesta 1996 lähtien. Tällä hetkellä vain joissakin vanhoissa laitteissa on jäljellä tällaisia kylmäaineita, ja niissä on ongelmana vaihtoehtoisten lähteiden puuttuminen huollon aikana.
Siirtymävaihe: HCFC-kylmäaineilla tapahtuvan ”osittaisen korvaamisen” rajoitukset
R12:n käytöstä poistamisen ajaksi käytettiin R22:ta (difluorimonokloorimetaania) aikoinaan lyhyesti joissakin kaupallisissa pakastimissa (kuten pienissä kioskien pakastimissa). Sen etuna on, että sen termodynaaminen suorituskyky on lähellä R12:n suorituskykyä ilman, että pakastimen kompressoriin ja putkiston suunnitteluun tarvitaan merkittäviä muutoksia, ja sen ODP-arvo laskee 0,05:een, mikä heikentää merkittävästi sen otsonikerrosta heikentävää kykyä.
R22:n puutteet ovat kuitenkin myös ilmeisiä: toisaalta sen GWP-arvo on noin 1810, mikä kuuluu edelleen korkeisiin kasvihuonekaasuihin, mikä ei ole pitkän aikavälin ympäristönsuojelutrendin mukaista; toisaalta R22:n jäähdytystehokkuus (COP) on alhaisempi kuin R12:n, mikä johtaa noin 10–15 %:n energiankulutuksen kasvuun kotitalouksien jääkaapeissa käytettäessä, joten siitä ei ole tullut kotitalouksien jääkaappien valtavirtaa. HCFC-kylmäaineiden kiihtyneen maailmanlaajuisen poistamisen myötä vuonna 2020 R22 on käytännössä poistunut käytöstä jääkaappien ja pakastimien alalla.
I. Nykyiset valtavirran kylmäaineet: HFC-yhdisteiden ja matalan GWP-arvon omaavien tyyppien skenaariokohtainen mukauttaminen
Tällä hetkellä markkinoilla olevien jääkaappien kylmäaineiden valikoimassa on eroja kotitalous- ja kaupallisen käytön välillä sekä tasapainoa ympäristönsuojelun ja kustannusten välillä. Kylmäaineet jaetaan pääasiassa kahteen päätyyppiin, jotka mukautuvat eri laitteiden toiminnallisiin tarpeisiin:
1. Pienet pakastimet: Kylmäaineiden "vakaa dominointi"
R134a (tetrafluorietaani) on yleisin kylmäaine nykyisissä jääkaapeissa (erityisesti alle 200 litran tilavuuksisissa malleissa), ja sen osuus on yli 70 %. Sen keskeiset mukautumisedut näkyvät kolmessa näkökulmassa: ensinnäkin se täyttää ympäristönsuojelustandardit, sillä sen ODP-arvo on 0, mikä eliminoi täysin otsonikerroksen vaurioitumisriskin ja täyttää maailmanlaajuisten ympäristömääräysten perusvaatimukset; toiseksi sen termodynaaminen suorituskyky on sopiva, ja sen vakiohöyrystymislämpötila on -26,1 °C, mikä yhdessä jääkaapin tehokkaan kompressorin kanssa mahdollistaa pakastelokeron lämpötilan vakaan pysymisen -18 °C:sta -25 °C:seen, ja sen jäähdytystehokkuus (COP) on 8–12 % korkeampi kuin R22:n, mikä voi vähentää laitteen virrankulutusta; kolmanneksi se on luotettavasti turvallinen, koska se kuuluu luokan A1 kylmäaineisiin (myrkytön ja palamaton), joten pienikin vuoto ei aiheuta turvallisuusriskiä perheympäristölle, ja se on hyvin yhteensopiva jääkaapin sisällä olevien muoviosien ja kompressorin voiteluöljyn kanssa, ja sen vikaantumisaste on alhainen.
Lisäksi joissakin keski- ja huippuluokan kotitalousjääkaapeissa käytetään R600a:ta (isobutaani, hiilivety) – luonnollista kylmäainetta, jonka ODP-arvo on 0 ja GWP-arvo vain 3, mikä on huomattavasti ympäristöystävällisempi kuin R134a:n. Sen jäähdytystehokkuus on 5–10 % R134a:ta korkeampi, mikä voi edelleen vähentää energiankulutusta. R600a kuuluu kuitenkin luokan A3 kylmäaineisiin (helposti syttyvä), ja kun sen tilavuuspitoisuus ilmassa saavuttaa 1,8–8,4 %, se räjähtää avotulessa. Siksi sen käyttö on rajoitettu vain kotitalousjääkaapeissa (täytösmäärä on tiukasti rajoitettu 50–150 grammaan, mikä on paljon vähemmän kuin kaupallisissa laitteissa), ja jääkaappi on varustettava vuotojenestolaitteella (kuten paineantureilla) ja räjähdyssuojatuilla kompressoreilla, joiden hinta on 15–20 % korkeampi kuin R134a-malleissa, joten se ei ole vielä saavuttanut täyttä suosiota.
2. Kaupalliset pakastimet / suuret jääkaapit: Alhaisen GWP-arvon omaavien kylmäaineiden "asteittainen leviäminen"
Kaupallisilla pakastimilla (kuten supermarkettien saarekepakastimella) on korkeammat vaatimukset kylmäaineiden "ympäristönsuojelulle" ja "jäähdytystehokkuudelle" niiden suuren tilavuuden (yleensä yli 500 litraa) ja suuren jäähdytyskuorman vuoksi. Tällä hetkellä valtavirran valinnat jaetaan kahteen luokkaan:
(1) HFC-seokset: R404A:n ”suurkuormitussopeutus”
R404A (pentafluorietaanin, difluorietaanin ja tetrafluorietaanin seos) on kaupallisten matalan lämpötilan pakastimien (kuten -40 °C:n pikapakasteiden) pääasiallinen kylmäaine, jonka osuus on noin 60 %. Sen etuna on, että sen jäähdytysteho matalassa lämpötilassa on erinomainen – -40 °C:n haihtumislämpötilassa jäähdytysteho on 25–30 % suurempi kuin R134a:lla, mikä täyttää nopeasti pakastimien matalan lämpötilan säilytystarpeet. Se kuuluu myös luokan A1 kylmäaineisiin (myrkytön ja palamaton), ja sen täyttömäärä voi olla jopa useita kilogrammoja (paljon enemmän kuin kotitalouksien jääkaappien), eikä syttymisriskeistä tarvitse huolehtia, ja se soveltuu suurten pakastimien kuormituskäyttöön.
R404A:n ympäristönsuojelulliset puutteet ovat kuitenkin vähitellen tulleet näkyviin. Sen GWP-arvo on jopa 3922, mikä kuuluu korkeisiin kasvihuonekaasuihin. Tällä hetkellä Euroopan unioni ja muut alueet ovat antaneet määräyksiä sen käytön rajoittamiseksi (kuten kieltämällä yli 2500 GWP-arvon omaavien kylmäaineiden käytön uusissa kaupallisissa pakastimissa vuoden 2022 jälkeen). Siksi R404A:ta ollaan vähitellen korvaamassa alhaisen GWP-arvon omaavilla kylmäaineilla.
(2) Alhaisen GWP-arvon omaavat tyypit: R290:n ja CO₂:n ”ympäristöystävälliset vaihtoehdot”
Tiukentuneiden ympäristömääräysten taustalla R290 (propaani) ja CO₂ (R744) ovat nousseet esiin kaupallisten pakastimien kylmäaineista, jotka mukautuvat erilaisiin tarpeisiin eri tilanteissa:
R290 (propaani)Käytetään pääasiassa pienissä kaupallisissa pakastimissa (kuten kioskien vaakasuuntaisissa pakastimissa). Sen ODP-arvo on 0, GWP-arvo noin 3, mikä tarkoittaa erittäin vahvaa ympäristönsuojelua. Sen jäähdytystehokkuus on 10–15 % korkeampi kuin R404A:lla, mikä voi vähentää kaupallisten pakastimien käyttöenergiankulutusta (kaupalliset laitteet toimivat yli 20 tuntia päivässä, ja energiankulutuskustannukset muodostavat suuren osan). R290 kuuluu kuitenkin luokan A3 kylmäaineisiin (helposti syttyvä), ja täyttömäärää on valvottava tarkasti 200 grammassa (joten se on rajoitettu vain pieniin pakastimiin). Lisäksi pakastimessa on käytettävä räjähdyssuojattuja kompressoreita, vuotojenestoputkia (kuten kupari-nikkeliseosputkia) sekä ilmanvaihto- ja lämmönpoistojärjestelmiä. Tällä hetkellä sen osuus eurooppalaisissa kioskien pakastimissa on yli 30 %.
CO₂ (R744)Käytetään pääasiassa erittäin matalan lämpötilan kaupallisissa pakastimissa (kuten -60 °C:n biologisten näytteiden pakastimissa). Sen vakiohöyrystymislämpötila on -78,5 °C, mikä mahdollistaa erittäin matalan lämpötilan säilytyksen ilman monimutkaista kaskadijäähdytysjärjestelmää. Sen ODP-arvo on 0 ja GWP-arvo 1, mikä takaa korvaamattoman ympäristönsuojelun. Se on myrkytön ja syttymätön, ja sen turvallisuus on parempi kuin R290:n. CO₂:lla on kuitenkin alhainen kriittinen lämpötila (31,1 °C). Kun ympäristön lämpötila ylittää 25 °C, tarvitaan "transkriittisen syklin" teknologiaa, jonka seurauksena pakastimen kompressorin paine on jopa 10–12 MPa. Tämä edellyttää erittäin lujien ruostumattomasta teräksestä valmistettujen putkien ja korkeapaineenkestävien kompressorien käyttöä. Kustannukset ovat 30–40 % korkeammat kuin R404A-pakastimilla. Siksi sitä käytetään tällä hetkellä pääasiassa tilanteissa, joissa ympäristönsuojelun ja matalien lämpötilojen vaatimukset ovat erittäin korkeat (kuten lääketieteellisissä ja tieteellisissä tutkimuspakastimissa).
II. Kylmäaineiden tulevaisuuden trendit: Alhainen GWP ja korkea turvallisuus nousevat keskeisiksi suunnittelmiksi
Yhdessä maailmanlaajuisten ympäristösäännösten (kuten EU:n F-kaasuasetus ja Kiinan Montrealin pöytäkirjan täytäntöönpanosuunnitelma) ja laiteteknologisten päivitysten kanssa jääkaappien ja pakastimien kylmäaineet tulevat osoittamaan kolmea merkittävää trendiä tulevaisuudessa:
Kotitalouksien jääkaapitR600a korvaa vähitellen R134a:n – vuotojenesto- ja räjähdyssuojattujen teknologioiden (kuten uusien tiivisteiden ja automaattisten vuotojen sulkulaitteiden) kypsyessä R600a:n hinta laskee vähitellen (kustannusten odotetaan laskevan 30 % seuraavien 5 vuoden aikana), ja sen edut, kuten korkea ympäristönsuojelu ja korkea jäähdytystehokkuus, korostuvat. R600a:n osuuden kotitalouksien jääkaapeissa odotetaan ylittävän 50 % vuoteen 2030 mennessä, jolloin se korvaa R134a:n valtavirtana.
Kaupalliset pakastimetCO₂- ja HFO-seosten ”kaksivaiheinen kehitys” – erittäin matalan lämpötilan kaupallisissa pakastimissa (alle -40 °C) CO₂:n tekninen kypsyys paranee edelleen (kuten tehokkaat transkriittisen syklin kompressorit), ja kustannukset laskevat vähitellen, ja osuuden odotetaan ylittävän 40 % vuoteen 2028 mennessä; keskilämpötilan kaupallisissa pakastimissa (-25 °C - -18 °C) R454C:stä (HFO:iden ja HFC-yhdisteiden seos, GWP≈466) tulee valtavirtaa. Sen jäähdytysteho on lähellä R404A:n tasoa ja se kuuluu luokan A2L kylmäaineisiin (alhainen myrkyllisyys ja vaikeasti syttyvä). Täyttömäärälle ei ole tiukkoja rajoituksia, mikä tasapainottaa ympäristönsuojelua ja käytännöllisyyttä.
Päivitetyt turvallisuusstandardit"Passiivisesta suojauksesta" "aktiiviseen valvontaan" – kotitalous- tai kaupallisista laitteista riippumatta tulevaisuuden kylmäainejärjestelmät on yleensä varustettu "älykkäillä vuotojen valvonta- ja automaattisilla hätätilanteiden käsittelytoiminnoilla" (kuten laservuotoantureilla kotitalouksien jääkaapeissa, pitoisuushälyttimillä ja ilmanvaihtoyhteyksillä kaupallisissa pakastimissa), erityisesti syttyville kylmäaineille, kuten R600a ja R290, mahdollisten turvallisuusriskien poistamiseksi teknisillä keinoilla ja alhaisen globaalin lämmityspotentiaalin omaavien kylmäaineiden laajamittaisen yleistymisen edistämiseksi.
III. Ydinskenaarioiden yhteensovittamisen prioriteetti
Eri käyttäjien tarpeita varten jääkaappien kylmäaineita valittaessa voidaan noudattaa seuraavia periaatteita:
Kotitalouskäyttäjät: R600a-mallit ovat etusijalla (ympäristönsuojelun ja energiansäästön tasapainottaminen) – jos budjetti sallii (200–500 yuania korkeampi kuin R134a-malleissa), etusijalle tulisi asettaa "R600a-kylmäaineella" merkityt jääkaapit. Niiden energiankulutus on 8–12 % pienempi kuin R134a-malleissa, ja ne ovat ympäristöystävällisempiä. Oston jälkeen on kiinnitettävä huomiota jääkaapin takaosan (jossa kompressori sijaitsee) läheisyyteen avotulesta ja tarkistettava säännöllisesti oven tiivisteiden tiiviys vuotoriskin vähentämiseksi.
Kaupalliset käyttäjät:Valitse lämpötilatarpeiden mukaan (kustannusten ja ympäristönsuojelun tasapainottaminen) – keskilämpötilan pakastimille (kuten kioskien pakastinten) voi valita R290-malleja, joiden pitkän aikavälin käyttöenergiankulutus on alhaisempi; erittäin matalan lämpötilan pakastimille (kuten pikapakastuslaitteille), jos budjetti on riittävä, suositellaan CO₂-malleja, jotka ovat linjassa ympäristösäännösten trendin kanssa ja välttävät tulevaisuudessa tapahtuvan poistamisen riskin; jos lyhyen aikavälin kustannusherkkyys on huolenaihe, siirtymävaiheeksi voidaan valita R454C-malleja, jotka tasapainottavat suorituskykyä ja ympäristönsuojelua.
Huolto ja vaihtoKäytä tarkasti alkuperäistä kylmäaineen tyyppiä – vanhoja jääkaappeja ja pakastimia huollettaessa älä vaihda kylmäaineen tyyppiä mielivaltaisesti (kuten korvaa R134a:lla R600a:lla), koska eri kylmäaineilla on erilaiset vaatimukset kompressorin voiteluöljylle ja putkiston paineelle. Sekakäyttö aiheuttaa kompressorin vaurioitumisen tai jäähdytysvian. On tarpeen ottaa yhteyttä ammattilaisiin kylmäaineiden lisäämiseksi laitteen tyyppikilvessä merkityn tyypin mukaisesti.
Julkaisun aika: 29.8.2025 Näyttökertoja: