A háztartási és kereskedelmi használatra szánt alacsony hőmérsékletű tárolóberendezésként használt hűtőszekrények és fagyasztók esetében a hűtőközeg-választás folyamatosan változott, a „hűtési hatékonyság alkalmazkodóképessége” és a „környezetvédelmi szabályozási követelmények” köré szerveződve. A különböző szakaszokban található főbb típusok és jellemzők nagymértékben igazodnak a berendezések igényeihez.
Korai elterjedés: CFC-k alkalmazása „nagy hatékonyságú, de nagy kárt okozó” hatásokkal
Az 1950-es évektől az 1990-es évekig az R12 (diklór-difluor-metán) volt az abszolút fő hűtőközeg. A berendezések alkalmazkodóképessége tekintetében az R12 termodinamikai tulajdonságai tökéletesen megfeleltek az alacsony hőmérsékletű tárolás igényeinek – -29,8°C-os standard párolgási hőmérsékletével könnyedén teljesítette a hűtőszekrények frissen tartó rekeszeinek (0-8°C) és a fagyasztórekeszek (-18°C alatt) hőmérsékleti követelményeit. Ezenkívül rendkívül erős kémiai stabilitással és kiváló kompatibilitással rendelkezett a hűtőszekrényekben található rézcsövekkel, acélhéjakkal és ásványi kenőolajokkal, ritkán okozott korróziót vagy csőelzáródást, és több mint 10 évig biztosította a berendezés élettartamát.
Az R12 ODP-értéke 1,0 (az ózonréteget lebontó potenciál referenciaértéke), GWP-értéke pedig körülbelül 8500, így erős üvegházhatású gáz. A Montreali Jegyzőkönyv hatálybalépésével az R12 globális használatát az újonnan gyártott fagyasztókban 1996 óta fokozatosan betiltották. Jelenleg csak néhány régi berendezésben található még ilyen hűtőközeg-maradvány, és a karbantartás során azzal a dilemmával szembesülnek, hogy nincsenek alternatív források.
Átmeneti szakasz: A HCFC hűtőközegekkel való „részleges csere” korlátai
Az R12 fokozatos kivezetésének áthidalására az R22-t (difluor-monoklór-metán) egykor rövid ideig használták néhány kereskedelmi fagyasztóban (például kisboltok fagyasztóiban). Előnye abban rejlik, hogy termodinamikai teljesítménye közel áll az R12-höz, anélkül, hogy a fagyasztó kompresszorának és csővezetékének kialakításában jelentős módosításokat kellene végezni, és ODP-értéke 0,05-re csökken, ami jelentősen gyengíti az ózonkárosító képességét.
Az R22 hiányosságai azonban szintén nyilvánvalóak: egyrészt a GWP-értéke körülbelül 1810, ami még mindig a magas üvegházhatású gázok közé tartozik, ami nem felel meg a hosszú távú környezetvédelmi trendnek; másrészt az R22 hűtési hatásfoka (COP) alacsonyabb, mint az R12-é, ami a háztartási hűtőszekrényekben való használat esetén az energiafogyasztás mintegy 10-15%-os növekedéséhez vezet, így nem vált a háztartási hűtőszekrények főáramává. A HCFC-k hűtőközegeinek 2020-as felgyorsult globális kivonásával az R22 gyakorlatilag kivonták a használatát a hűtőszekrények és fagyasztók területén.
I. Jelenlegi fő hűtőközegek: HFC-k és alacsony GWP-jű típusok forgatókönyv-specifikus adaptációja
Jelenleg a piacon kapható hűtőszekrények hűtőközeg-választéka a „háztartási és kereskedelmi felhasználás közötti különbségtétel, valamint a környezetvédelem és a költségek közötti egyensúly” jellemzőit mutatja, főként két fő típusra osztva, amelyek alkalmazkodnak a különböző berendezések funkcionális igényeihez:
1. Kis fagyasztók: A hűtőközegek „stabil dominanciája”
Az R134a (tetrafluoretán) a jelenlegi hűtőszekrények (különösen a 200 liternél kisebb űrtartalmú modellek) leggyakoribb hűtőközege, több mint 70%-os részesedéssel. Fő adaptációs előnyei három szempontból tükröződnek: először is, megfelel a környezetvédelmi előírásoknak, 0 ODP-értékkel teljesen kiküszöböli az ózonréteg károsodásának kockázatát, és megfelel a globális környezetvédelmi előírások alapvető követelményeinek; másodszor, termodinamikai teljesítménye megfelelő, -26,1°C-os standard párolgási hőmérséklettel, amely a hűtőszekrény nagy hatékonyságú kompresszorával együtt stabilan képes elérni a fagyasztórekesz hőmérsékletét -18°C és -25°C között, hűtési hatásfoka (COP) pedig 8-12%-kal magasabb, mint az R22-é, ami csökkentheti a berendezés energiafogyasztását; harmadszor, megbízható biztonsággal rendelkezik, az A1 osztályú hűtőközegek közé tartozik (nem mérgező és nem gyúlékony), még enyhe szivárgás esetén sem jelent biztonsági kockázatot a családi környezetre, és jól kompatibilis a hűtőszekrényben lévő műanyag alkatrészekkel és a kompresszor kenőolajával, alacsony meghibásodási aránnyal.
Ezenkívül egyes közép- és felsőkategóriás háztartási hűtőszekrények R600a-t (izobután, egy szénhidrogén) használnak – egy természetes hűtőközeget, amelynek ODP-értéke 0, GWP-értéke pedig csak 3, így sokkal jobb környezeti teljesítményt nyújt, mint az R134a, és hűtési hatékonysága 5-10%-kal magasabb, mint az R134a-é, ami tovább csökkentheti az energiafogyasztást. Az R600a azonban az A3 osztályú hűtőközegek közé tartozik (nagyon tűzveszélyes), és amikor a levegőben lévő térfogatkoncentrációja eléri az 1,8-8,4%-ot, nyílt lángnak kitéve felrobban. Ezért csak háztartási hűtőszekrényekben használható (a töltet mennyisége szigorúan 50-150 g-ra korlátozódik, ami jóval alacsonyabb, mint a kereskedelmi berendezéseké), és a hűtőszekrényt szivárgásgátló eszközökkel (például nyomásérzékelőkkel) és robbanásbiztos kompresszorokkal kell felszerelni, amelyek költsége 15-20%-kal magasabb, mint az R134a modelleké, így még nem terjedt el teljesen.
2. Kereskedelmi fagyasztók / nagy hűtőszekrények: Az alacsony GWP-jű hűtőközegek „fokozatos elterjedése”
A kereskedelmi fagyasztók (például a szupermarketi fagyasztószigetek) nagyobb kapacitásuk (általában több mint 500 liter) és nagy hűtési terhelésük miatt magasabb követelményeket támasztanak a hűtőközegek „környezetvédelmével” és „hűtési hatékonyságával” szemben. Jelenleg a főbb választási lehetőségek két kategóriába sorolhatók:
(1) HFC-keverékek: Az R404A „nagy terhelésű adaptációja”
Az R404A (pentafluoretán, difluoretán és tetrafluoretán keveréke) a kereskedelmi forgalomban kapható alacsony hőmérsékletű fagyasztók (például -40°C-os gyorsfagyasztók) fő hűtőközege, körülbelül 60%-os részesedéssel. Előnye, hogy alacsony hőmérsékleti körülmények között is kiemelkedő a hűtési teljesítménye – -40°C-os párolgási hőmérsékleten a hűtőkapacitás 25-30%-kal magasabb, mint az R134a-é, amely gyorsan kielégíti a fagyasztók alacsony hőmérsékletű tárolási igényeit; és az A1 osztályú hűtőközegek közé tartozik (nem mérgező és nem gyúlékony), akár több kilogrammos töltetmennyiséggel (messze meghaladva a háztartási hűtőszekrényekét), anélkül, hogy aggódni kellene a gyúlékonysági kockázatok miatt, és alkalmazkodik a nagy fagyasztók nagy terhelésű működéséhez.
Az R404A környezetvédelmi hiányosságai azonban fokozatosan szembetűnővé váltak. GWP-értéke eléri a 3922-t, ami a magas üvegházhatású gázok közé tartozik. Jelenleg az Európai Unió és más régiók rendeleteket adtak ki a használatának korlátozására (például 2022 után betiltják a 2500-nál nagyobb GWP-jű hűtőközegek használatát az újonnan gyártott kereskedelmi fagyasztókban). Ezért az R404A-t fokozatosan alacsony GWP-jű hűtőközegek váltják fel.
(2) Alacsony GWP-vel rendelkező típusok: az R290 és a CO₂ „környezetbarát alternatívái”
A szigorodó környezetvédelmi előírások hátterében az R290 (propán) és a CO₂ (R744) egyre népszerűbb hűtőközegek a kereskedelmi fagyasztókban, alkalmazkodva a különböző igényekhez különböző forgatókönyvekben:
R290 (propán): Főként kis kereskedelmi fagyasztókban használják (például kisboltok vízszintes fagyasztóiban). ODP-értéke 0, GWP-értéke körülbelül 3, ami rendkívül erős környezetvédelmet biztosít; hűtési hatékonysága 10-15%-kal magasabb, mint az R404A-é, ami csökkentheti a kereskedelmi fagyasztók üzemi energiafogyasztását (a kereskedelmi berendezések napi 20 óránál hosszabb ideig működnek, és az energiafogyasztási költségek nagy arányt képviselnek). Az R290 azonban az A3 osztályú hűtőközegek közé tartozik (nagyon tűzveszélyes), és a töltet mennyiségét szigorúan 200 g-on belül kell szabályozni (ezért csak kis fagyasztókra korlátozódik). Ezenkívül a fagyasztóknak robbanásbiztos kompresszorokat, szivárgásmentes csővezetékeket (például réz-nikkel ötvözet csöveket), valamint szellőztető és hőelvezető kialakításokat kell alkalmazniuk. Jelenleg az európai kisboltok fagyasztóiban való részesedése meghaladja a 30%-ot.
CO₂ (R744): Főként ultra alacsony hőmérsékletű kereskedelmi fagyasztókban használják (például -60°C-os biológiai mintafagyasztókban). Standard párolgási hőmérséklete -78,5°C, amivel ultra alacsony hőmérsékletű tárolás érhető el komplex kaszkád hűtőrendszer nélkül; ODP-értéke 0, GWP-értéke 1, így pótolhatatlan környezetvédelemmel rendelkezik, nem mérgező és nem gyúlékony, és jobb biztonsággal bír, mint az R290. A CO₂ kritikus hőmérséklete azonban alacsony (31,1°C). Amikor a környezeti hőmérséklet meghaladja a 25°C-ot, „transzkritikus ciklus” technológiára van szükség, aminek eredményeként a fagyasztó kompresszornyomása akár 10-12 MPa is lehet, ami nagy szilárdságú rozsdamentes acél csővezetékek és nagy nyomásállóságú kompresszorok használatát igényli, ami 30-40%-kal magasabb költséggel jár, mint az R404A fagyasztók esetében. Ezért jelenleg főként olyan esetekben használják, ahol rendkívül magasak a környezetvédelmi követelmények és alacsony hőmérsékletek (például orvosi és tudományos kutatási fagyasztók).
II. A hűtőközegek jövőbeli trendjei: Az alacsony GWP és a magas biztonság a fő irányokká válnak
A globális környezetvédelmi szabályozásokkal (mint például az EU F-gáz rendelete, Kína Montreali Jegyzőkönyv végrehajtási terve) és a berendezéstechnológiai korszerűsítésekkel együtt a hűtőszekrények és fagyasztók hűtőközegei a jövőben három fő trendet fognak mutatni:
Háztartási hűtőszekrényekAz R600a fokozatosan felváltja az R134a-t – a szivárgásmentes és robbanásbiztos technológiák (például új tömítőszalagok, automatikus szivárgáselzáró berendezések) kiforrottságával az R600a ára fokozatosan csökkenni fog (várhatóan 30%-kal csökken a következő 5 évben), és kiemelkednek a magas szintű környezetvédelem és a magas hűtési hatékonyság előnyei. A várakozások szerint az R600a aránya a háztartási hűtőszekrényekben 2030-ra meghaladja az 50%-ot, és ezzel az R134a-t váltja fel a főáramú hűtőközegként.
Kereskedelmi fagyasztókA CO₂ és HFO keverékek „kettős pályás fejlesztése” – az ultra-alacsony hőmérsékletű kereskedelmi fagyasztók (-40°C alatt) esetében a CO₂ műszaki érettsége folyamatosan javulni fog (például a nagy hatékonyságú transzkritikus ciklusú kompresszorok), és a költsége fokozatosan csökkenni fog, az aránya várhatóan meghaladja a 40%-ot 2028-ra; a közepes hőmérsékletű kereskedelmi fagyasztók (-25°C és -18°C között) esetében az R454C (HFO-k és HFC-k keveréke, GWP≈466) lesz az elterjedt, amelynek hűtési teljesítménye közel lesz az R404A-éhoz, és az A2L osztályú hűtőközegek közé tartozik (alacsony toxicitású és alacsony gyúlékonyságú), a töltetmennyiségre vonatkozó szigorú korlátozások nélkül, egyensúlyban tartva a környezetvédelmet és a praktikumot.
Fejlett biztonsági szabványokA „passzív védelemtől” az „aktív monitorozásig” – függetlenül attól, hogy háztartási vagy kereskedelmi berendezésről van szó, a jövőbeli hűtőközeg-rendszerek általában „intelligens szivárgásfigyeléssel + automatikus vészhelyzeti kezeléssel” lesznek felszerelve (például lézeres szivárgásérzékelőkkel háztartási hűtőszekrényekhez, koncentrációriasztókkal és szellőztető összekötő eszközökkel kereskedelmi fagyasztókhoz), különösen az olyan gyúlékony hűtőközegek esetében, mint az R600a és az R290, hogy technikai eszközökkel kiküszöböljék a potenciális biztonsági kockázatokat, és elősegítsék az alacsony GWP-jű hűtőközegek átfogó elterjedését.
III. Az alapvető forgatókönyvek illesztésének prioritása
A különböző felhasználók igényeinek megfelelően a hűtőszekrények hűtőközegeinek kiválasztásakor a következő elvek követhetők:
Háztartási felhasználók: Elsőbbséget élveznek az R600a modellek (a környezetvédelem és az energiatakarékosság egyensúlyban tartása) – ha a költségvetés megengedi (200-500 jüannal magasabb, mint az R134a modellek), akkor az „R600a hűtőközeg” feliratú hűtőszekrényeket kell előnyben részesíteni. Energiafogyasztásuk 8-12%-kal alacsonyabb, mint az R134a modelleké, és környezetbarátabbak; vásárlás után figyelni kell arra, hogy a hűtőszekrény hátulja (ahol a kompresszor található) ne legyen nyílt láng közelében, és rendszeresen ellenőrizni kell az ajtótömítések tömítettségét a szivárgás kockázatának csökkentése érdekében.
Kereskedelmi felhasználók:Válasszon a hőmérsékleti igények szerint (kiegyensúlyozva a költségeket és a környezetvédelmet) – a közepes hőmérsékletű fagyasztók (például a kisbolti fagyasztók) esetében az R290 modellek választhatók, amelyek alacsonyabb hosszú távú üzemeltetési energiafogyasztási költségekkel járnak; az ultra alacsony hőmérsékletű fagyasztók (például a gyorsfagyasztó berendezések) esetében, ha a költségvetés elegendő, a CO₂ modellek előnyösebbek, amelyek összhangban vannak a környezetvédelmi szabályozások trendjeivel, és elkerülik a jövőbeni kivezetés kockázatát; ha a rövid távú költségérzékenység aggodalomra ad okot, az R454C modellek választhatók átmeneti megoldásként, kiegyensúlyozva a teljesítményt és a környezetvédelmet.
Karbantartás és csere: Szigorúan az eredeti hűtőközeg típusát használja – régi hűtőszekrények és fagyasztók karbantartásakor ne cserélje ki önkényesen a hűtőközeg típusát (például ne cserélje le az R134a-t R600a-ra), mivel a különböző hűtőközegeknek eltérő követelményeik vannak a kompresszor kenőolajával és a csővezeték nyomásával szemben. A vegyes használat a kompresszor károsodását vagy a hűtés meghibásodását okozhatja. A berendezés adattábláján feltüntetett típusnak megfelelő hűtőközegek hozzáadásához szakemberekhez kell fordulni.
Közzététel ideje: 2025. augusztus 29. Megtekintések: