Hladnjaci i zamrzivači, kao oprema za skladištenje na niskim temperaturama za kućnu i komercijalnu upotrebu, kontinuirano su mijenjali odabir rashladnog sredstva usmjerenog na „prilagodljivost učinkovitosti hlađenja“ i „zahtjeve zaštite okoliša“. Glavne vrste i karakteristike u različitim fazama u velikoj su mjeri usklađene s potrebama opreme.
Rani mainstream: Primjena CFC rashladnih sredstava s „visokom učinkovitošću, ali velikom štetom“
Od 1950-ih do 1990-ih, R12 (diklorodifluorometan) bio je apsolutno glavno rashladno sredstvo. Što se tiče prilagodljivosti opreme, termodinamička svojstva R12 savršeno su odgovarala potrebama skladištenja na niskim temperaturama - sa standardnom temperaturom isparavanja od -29,8 °C, lako je mogao zadovoljiti temperaturne zahtjeve odjeljaka za svježe proizvode u hladnjaku (0-8 °C) i odjeljaka za zamrzavanje (ispod -18 °C). Štoviše, imao je izuzetno jaku kemijsku stabilnost i izvrsnu kompatibilnost s bakrenim cijevima, čeličnim oblogama i mineralnim mazivim uljima unutar hladnjaka, rijetko uzrokujući koroziju ili začepljenja cijevi, te je mogao osigurati vijek trajanja opreme dulji od 10 godina.
R12 ima ODP vrijednost od 1,0 (referentna vrijednost za potencijal oštećenja ozonskog omotača) i GWP vrijednost od približno 8500, što ga čini jakim stakleničkim plinom. Stupanjem na snagu Montrealskog protokola, globalna upotreba R12 u novoproizvedenim zamrzivačima postupno je zabranjena od 1996. Trenutno samo neka stara oprema još uvijek ima ostatke takvih rashladnih sredstava i suočava se s dilemom nedostatka alternativnih izvora tijekom održavanja.
Prijelazna faza: Ograničenja „djelomične zamjene“ rashladnim sredstvima s HCFC-ima
Kako bi se premostilo postupno ukidanje R12, R22 (difluoromonoklorometan) se nekoć kratko koristio u nekim komercijalnim zamrzivačima (kao što su mali zamrzivači u trgovinama mješovitom robom). Njegova prednost leži u tome što su mu termodinamičke performanse bliske onima R12, bez potrebe za značajnim modifikacijama kompresora i dizajna cjevovoda zamrzivača, a njegova ODP vrijednost je smanjena na 0,05, što značajno slabi njegov kapacitet oštećivanja ozonskog omotača.
Međutim, nedostaci R22 su također očiti: s jedne strane, njegova vrijednost GWP-a je oko 1810, što još uvijek spada u plinove s visokim stakleničkim udjelom, što nije u skladu s dugoročnim trendom zaštite okoliša; s druge strane, učinkovitost hlađenja (COP) R22 je niža od one R12, što će dovesti do povećanja potrošnje energije za oko 10%-15% kada se koristi u kućanskim hladnjacima, tako da nije postao glavni tok kućanskih hladnjaka. S ubrzanim globalnim postupnim ukidanjem HCFC-a kao rashladnih sredstava u 2020. godini, R22 se u osnovi povukao iz primjene u području hladnjaka i zamrzivača.
I. Trenutna glavna rashladna sredstva: Prilagodba HFC-a i vrsta s niskim GWP-om specifična za scenarij
Trenutno, odabir rashladnog sredstva za hladnjake na tržištu pokazuje karakteristike „razlike između kućne i komercijalne upotrebe te ravnoteže između zaštite okoliša i troškova“, uglavnom podijeljene u dvije glavne vrste, prilagođavajući se funkcionalnim potrebama različite opreme:
1. Mali zamrzivači: „Stabilna dominacija“ rashladnih sredstava
R134a (tetrafluoroetan) je najčešće korišteno rashladno sredstvo za trenutne hladnjake (posebno modele kapaciteta manjeg od 200 L), s udjelom većim od 70%. Njegove ključne prednosti prilagodbe ogledaju se u tri aspekta: prvo, zadovoljava standarde zaštite okoliša, s ODP vrijednošću od 0, čime se potpuno eliminira rizik od oštećenja ozonskog omotača i udovoljava osnovnim zahtjevima globalnih propisa o zaštiti okoliša; drugo, njegove termodinamičke performanse su prikladne, sa standardnom temperaturom isparavanja od -26,1 °C, što, zajedno s visokoučinkovitim kompresorom hladnjaka, može stabilno postići temperaturu odjeljka za zamrzavanje od -18 °C do -25 °C, a njegova učinkovitost hlađenja (COP) je 8%-12% veća od one kod R22, što može smanjiti potrošnju energije opreme; Treće, ima pouzdanu sigurnost, pripada rashladnim sredstvima klase A1 (netoksična i nezapaljiva), čak i ako dođe do malog curenja, neće uzrokovati sigurnosne opasnosti za obiteljsko okruženje i ima dobru kompatibilnost s plastičnim dijelovima i uljem za podmazivanje kompresora unutar hladnjaka, s niskom stopom kvarova.
Osim toga, neki kućanski hladnjaci srednje i više klase koristit će R600a (izobutan, ugljikovodik) – prirodno rashladno sredstvo koje ima ODP vrijednost od 0 i GWP vrijednost od samo 3, s daleko boljim ekološkim performansama od R134a, a njegova učinkovitost hlađenja je 5%-10% veća od one R134a, što može dodatno smanjiti potrošnju energije. Međutim, R600a pripada rashladnim sredstvima klase A3 (lako zapaljivo) i kada njegova volumna koncentracija u zraku dosegne 1,8%-8,4%, eksplodirat će kada je izložen otvorenom plamenu. Stoga je ograničena samo na upotrebu u kućanskim hladnjacima (količina punjenja je strogo ograničena na 50g-150g, što je znatno niže nego kod komercijalne opreme), a hladnjak mora biti opremljen uređajima za detekciju curenja (kao što su senzori tlaka) i kompresorima otpornim na eksploziju, s cijenom 15%-20% većom od one kod modela R134a, tako da nije u potpunosti populariziran.
2. Komercijalni zamrzivači / veliki hladnjaci: „Postupno prodiranje“ rashladnih sredstava s niskim GWP-om
Komercijalni zamrzivači (kao što su otočni zamrzivači u supermarketima) imaju veće zahtjeve za "zaštitu okoliša" i "učinkovitost hlađenja" rashladnih sredstava zbog svog velikog kapaciteta (obično više od 500 l) i visokog rashladnog opterećenja. Trenutno su glavni izbori podijeljeni u dvije kategorije:
(1) HFC smjese: „Prilagodba za visoko opterećenje“ R404A
R404A (smjesa pentafluoroetana, difluorometana i tetrafluoroetana) je glavno rashladno sredstvo za komercijalne niskotemperaturne zamrzivače (kao što su brzozamrzivači na -40°C), s udjelom od oko 60%. Njegova prednost je u izvanrednim rashladnim performansama u uvjetima niske temperature - pri temperaturi isparavanja od -40°C, rashladni kapacitet je 25%-30% veći od R134a, koji može brzo zadovoljiti potrebe zamrzivača za skladištenjem na niskim temperaturama; i pripada rashladnim sredstvima klase A1 (netoksično i nezapaljivo), s količinom punjenja do nekoliko kilograma (daleko više od one u kućanskim hladnjacima), bez brige o rizicima od zapaljivosti, prilagođavajući se radu velikih zamrzivača s velikim opterećenjem.
Međutim, nedostaci R404A u zaštiti okoliša postupno su postali istaknuti. Njegova vrijednost GWP-a doseže čak 3922, što spada u plinove s visokim stakleničkim učinkom. Trenutno su Europska unija i druge regije donijele propise kojima se ograničava njegova upotreba (poput zabrane upotrebe rashladnih sredstava s GWP-om > 2500 u novoproizvedenim komercijalnim zamrzivačima nakon 2022. godine). Stoga se R404A postupno zamjenjuje rashladnim sredstvima s niskim GWP-om.
(2) Vrste s niskim GWP-om: „Ekološke alternative“ za R290 i CO₂
S obzirom na pooštrene propise o zaštiti okoliša, R290 (propan) i CO₂ (R744) postali su novi izbor za komercijalne zamrzivače, prilagođavajući se različitim potrebama u različitim scenarijima:
R290 (propan)Uglavnom se koristi u malim komercijalnim zamrzivačima (kao što su horizontalni zamrzivači u trgovinama mješovitom robom). Njegova ODP vrijednost je 0, GWP vrijednost je oko 3, s izuzetno jakom zaštitom okoliša; a njegova učinkovitost hlađenja je 10%-15% veća od one kod R404A, što može smanjiti potrošnju energije u radu komercijalnih zamrzivača (komercijalna oprema radi više od 20 sati dnevno, a troškovi potrošnje energije čine veliki udio). Međutim, R290 pripada rashladnim sredstvima klase A3 (lako zapaljivo), a količina punjenja mora se strogo kontrolirati unutar 200 g (pa je ograničen samo na male zamrzivače). Osim toga, zamrzivač mora imati kompresore otporne na eksploziju, cjevovode protiv curenja (kao što su cijevi od legure bakra i nikla) te dizajn ventilacije i odvođenja topline. Trenutno je njegov udio u europskim zamrzivačima u trgovinama mješovitom robom premašio 30%.
CO₂ (R744)Uglavnom se koristi u komercijalnim zamrzivačima s ultra niskim temperaturama (kao što su zamrzivači bioloških uzoraka od -60°C). Njegova standardna temperatura isparavanja je -78,5°C, što omogućuje skladištenje na ultra niskim temperaturama bez složenog kaskadnog rashladnog sustava; ima ODP vrijednost od 0 i GWP vrijednost od 1, uz nezamjenjivu zaštitu okoliša, te je netoksičan i nezapaljiv, s boljom sigurnošću od R290. Međutim, CO₂ ima nisku kritičnu temperaturu (31,1°C). Kada temperatura okoline prijeđe 25°C, potrebna je tehnologija „transkritičnog ciklusa“, što rezultira tlakom kompresora zamrzivača od 10-12MPa, što zahtijeva upotrebu visokočvrstih cjevovoda od nehrđajućeg čelika i kompresora otpornih na visoki tlak, s cijenom 30%-40% većom od one kod zamrzivača R404A. Stoga se trenutno uglavnom koristi u scenarijima s izuzetno visokim zahtjevima za zaštitu okoliša i niskim temperaturama (kao što su zamrzivači za medicinska i znanstvena istraživanja).
II. Budući trendovi rashladnih sredstava: Nizak GWP i visoka sigurnost postaju ključni smjerovi
U kombinaciji s globalnim propisima o zaštiti okoliša (kao što su Uredba EU o F-plinima, kineski plan provedbe Montrealskog protokola) i nadogradnjom tehnologije opreme, rashladna sredstva za hladnjake i zamrzivače pokazat će tri glavna trenda u budućnosti:
Kućanski hladnjaciR600a postupno zamjenjuje R134a – s razvojem tehnologija protiv curenja i zaštite od eksplozije (kao što su nove brtvene trake, automatski uređaji za isključivanje curenja), trošak R600a postupno će se smanjivati (očekuje se da će trošak pasti za 30% u sljedećih 5 godina), a istaknut će se i njegove prednosti visoke zaštite okoliša i visoke učinkovitosti hlađenja. Očekuje se da će udio R600a u kućanskim hladnjacima premašiti 50% do 2030. godine, zamijenivši R134a kao glavni medij.
Komercijalni zamrzivači„Dvostruki razvoj“ smjesa CO₂ i HFO-a – za komercijalne zamrzivače ultra niskih temperatura (ispod -40°C), tehnička zrelost CO₂-a nastavit će se poboljšavati (kao što su visokoučinkoviti kompresori s transkritičnim ciklusom), a trošak će se postupno smanjivati, s očekivanim udjelom koji će premašiti 40% do 2028.; za komercijalne zamrzivače srednje temperature (-25°C do -18°C), R454C (smjesa HFO-a i HFC-a, GWP≈466) postat će glavni tok, s rashladnim performansama bliskim onima R404A, te pripadajući rashladnim sredstvima klase A2L (niska toksičnost i niska zapaljivost), bez strogih ograničenja količine punjenja, balansirajući zaštitu okoliša i praktičnost.
Poboljšani sigurnosni standardiOd „pasivne zaštite“ do „aktivnog nadzora“ – bez obzira na kućnu ili komercijalnu opremu, budući rashladni sustavi općenito će biti opremljeni funkcijama „inteligentnog nadzora curenja + automatskog rješavanja hitnih slučajeva“ (kao što su laserski senzori curenja za kućanske hladnjake, alarmi koncentracije i uređaji za ventilacijsko povezivanje za komercijalne zamrzivače), posebno za zapaljive rashladne tvari poput R600a i R290, kako bi se tehničkim sredstvima uklonile potencijalne sigurnosne opasnosti i potaknula sveobuhvatna popularizacija rashladnih tvari s niskim GWP-om.
III. Prioritet usklađivanja ključnih scenarija
Za potrebe različitih korisnika, pri odabiru rashladnih sredstava za hladnjake mogu se slijediti sljedeća načela:
Kućanski korisnici: Prednost se daje modelima s R600a (ravnoteža između zaštite okoliša i uštede energije) – ako proračun dopušta (200-500 juana više od modela s R134a), prednost treba dati hladnjacima označenim s „rashladno sredstvo R600a“. Njihova potrošnja energije je 8%-12% niža od modela s R134a i ekološki su prihvatljiviji; nakon kupnje treba obratiti pozornost na to da stražnja strana hladnjaka (gdje se nalazi kompresor) ne bude u blizini otvorenog plamena i redovito provjeravati nepropusnost brtvi na vratima kako bi se smanjio rizik od curenja.
Komercijalni korisnici:Odaberite prema temperaturnim potrebama (uravnotežavanje troškova i zaštite okoliša) – za zamrzivače srednje temperature (poput zamrzivača u trgovinama mješovitom robom) mogu se odabrati modeli s R290, s nižim dugoročnim troškovima potrošnje energije; za zamrzivače ultra niske temperature (poput opreme za brzo zamrzavanje), ako je proračun dovoljan, preferiraju se modeli s CO₂, koji su u skladu s trendom propisa o zaštiti okoliša i izbjegavaju rizik postupnog ukidanja u budućnosti; ako je kratkoročna osjetljivost na troškove problem, modeli s R454C mogu se odabrati kao prijelazni model, uravnotežujući performanse i zaštitu okoliša.
Održavanje i zamjenaStrogo se pridržavajte originalne vrste rashladnog sredstva – prilikom održavanja starih hladnjaka i zamrzivača nemojte proizvoljno mijenjati vrstu rashladnog sredstva (npr. zamjenom R134a s R600a), jer različita rashladna sredstva imaju različite zahtjeve za uljem za podmazivanje kompresora i tlakom u cjevovodu. Mješovita upotreba uzrokovat će oštećenje kompresora ili kvar hlađenja. Potrebno je kontaktirati stručnjake za dodavanje rashladnih sredstava prema vrsti označenoj na natpisnoj pločici opreme.
Vrijeme objave: 29. kolovoza 2025. Pregleda: