Սառնարանների և սառցարանների համար սառնագենտի տեսակների վերլուծություն

Սառնարաններն ու սառցախցիկները, որպես կենցաղային և առևտրային օգտագործման ցածր ջերմաստիճանի պահեստավորման սարքավորումներ, անընդհատ փոփոխվել են սառնագենտի ընտրության հարցում՝ կենտրոնանալով «սառնարանային արդյունավետության հարմարվողականության» և «շրջակա միջավայրի կարգավորման պահանջների» վրա: Տարբեր փուլերում հիմնական տեսակներն ու բնութագրերը մեծապես համապատասխանում են սարքավորումների կարիքներին:

Վաղ շրջանի լայն տարածում. ՔՖԱ-ների սառնագենտների կիրառում «բարձր արդյունավետությամբ, բայց մեծ վնասով»

1950-ականներից մինչև 1990-ականները R12-ը (դիքլորդիֆտորմեթան) բացարձակ հիմնական սառնագենտն էր։ Սարքավորումների հարմարվողականության առումով, R12-ի թերմոդինամիկ հատկությունները կատարելապես համապատասխանում էին ցածր ջերմաստիճանում պահպանման կարիքներին. -29.8°C ստանդարտ գոլորշիացման ջերմաստիճանով այն հեշտությամբ կարող էր բավարարել սառնարանների թարմ պահպանման խցիկների (0-8°C) և սառեցման խցիկների (-18°C-ից ցածր) ջերմաստիճանային պահանջները։ Ավելին, այն ուներ չափազանց ուժեղ քիմիական կայունություն և գերազանց համատեղելիություն սառնարանների ներսում գտնվող պղնձե խողովակների, պողպատե պատյանների և հանքային քսանյութերի հետ, հազվադեպ առաջացնելով կոռոզիա կամ խողովակների խցանումներ, և կարող էր ապահովել սարքավորումների ծառայության ժամկետը ավելի քան 10 տարի։

R12-ի ODP արժեքը կազմում է 1.0 (օզոնային շերտի քայքայման պոտենցիալի չափանիշ) և GWP արժեքը՝ մոտավորապես 8500, ինչը այն դարձնում է ուժեղ ջերմոցային գազ: Մոնրեալի արձանագրության ուժի մեջ մտնելուց հետո, 1996 թվականից ի վեր, R12-ի համաշխարհային օգտագործումը նոր արտադրված սառցարաններում աստիճանաբար արգելվել է: Ներկայումս միայն որոշ հին սարքավորումներում են դեռևս մնացորդային նման սառնագենտներ, և դրանք կանգնած են այլընտրանքային աղբյուրների բացակայության դիլեմայի առաջ՝ սպասարկման ընթացքում:

Անցումային փուլ. ՀՔՖԱ սառնագենտներով «մասնակի փոխարինման» սահմանափակումները

R12-ի փուլային դուրսբերումը կանխելու համար R22-ը (դիֆտորմոնոքլորմեթան) մի ժամանակ կարճ ժամանակով օգտագործվել է որոշ առևտրային սառցարաններում (օրինակ՝ փոքր խանութների սառցարաններում): Դրա առավելությունն այն է, որ դրա թերմոդինամիկական աշխատանքը մոտ է R12-ին, առանց սառցարանի կոմպրեսորի և խողովակաշարի նախագծման էական փոփոխությունների անհրաժեշտության, և դրա ODP արժեքը նվազեցվել է մինչև 0.05, ինչը զգալիորեն թուլացրել է դրա օզոնային շերտը քայքայող ունակությունը:

Սակայն, R22-ի թերությունները նույնպես ակնհայտ են. մի կողմից, դրա GWP արժեքը կազմում է մոտ 1810, դեռևս պատկանում է բարձր ջերմոցային գազերի շարքին, ինչը չի համապատասխանում շրջակա միջավայրի պաշտպանության երկարաժամկետ միտմանը, մյուս կողմից, R22-ի սառնարանային արդյունավետությունը (COP) ավելի ցածր է, քան R12-ինը, ինչը կհանգեցնի էներգիայի սպառման մոտ 10%-15%-ով աճի կենցաղային սառնարաններում օգտագործելիս, ուստի այն չի դարձել կենցաղային սառնարանների հիմնական մասը: 2020 թվականին HCFC սառնագենտների արագացված գլոբալ փուլային դուրսբերման հետ մեկտեղ, R22-ը գործնականում դադարեցվել է սառնարանների և սառցարանների ոլորտում կիրառությունից:

I. Ներկայիս հիմնական սառնագենտներ. ՀՖԱ-ների և ցածր ԳՏՊ-ով տեսակների սցենարային հարմարեցում

Ներկայումս շուկայում սառնարանների համար սառնագենտի ընտրությունը ցույց է տալիս «կենցաղային և առևտրային օգտագործման տարբերակման, ինչպես նաև շրջակա միջավայրի պաշտպանության և արժեքի միջև հավասարակշռության» բնութագրերը, որոնք հիմնականում բաժանված են երկու հիմնական տեսակի՝ հարմարվողական տարբեր սարքավորումների ֆունկցիոնալ կարիքներին.

1. Փոքր սառցախցիկներ. Սառնագենտների «կայուն գերիշխանություն»

R134a-ն (տետրաֆտորէթան) ամենատարածված սառնագենտն է ժամանակակից սառնարանների համար (հատկապես 200 լիտրից պակաս տարողությամբ մոդելների համար), որը կազմում է ավելի քան 70%: Դրա հիմնական հարմարվողական առավելությունները արտացոլվում են երեք ասպեկտներում. առաջին, այն համապատասխանում է շրջակա միջավայրի պաշտպանության չափանիշներին՝ 0 ODP արժեքով, լիովին վերացնելով օզոնային շերտի վնասման ռիսկը և համապատասխանելով համաշխարհային շրջակա միջավայրի կանոնակարգերի հիմնական պահանջներին. երկրորդ, դրա թերմոդինամիկական կատարողականությունը համապատասխան է՝ -26.1°C ստանդարտ գոլորշիացման ջերմաստիճանով, որը, սառնարանի բարձր արդյունավետության կոմպրեսորի հետ միասին, կարող է կայուն կերպով հասնել սառեցման խցիկի ջերմաստիճանի -18°C-ից մինչև -25°C, իսկ դրա սառնարանային արդյունավետությունը (COP) 8%-12%-ով ավելի բարձր է, քան R22-ինը, ինչը կարող է նվազեցնել սարքավորումների էներգիայի սպառումը։ Երրորդ, այն ունի հուսալի անվտանգություն, պատկանում է A1 դասի սառնագենտներին (ոչ թունավոր և ոչ դյուրավառ), նույնիսկ եթե տեղի ունենա աննշան արտահոսք, այն չի ստեղծի անվտանգության վտանգներ ընտանեկան միջավայրի համար և լավ համատեղելի է սառնարանի ներսում գտնվող պլաստիկ մասերի և կոմպրեսորի քսանյութի հետ՝ ունենալով ցածր խափանման մակարդակ։

Բացի այդ, որոշ միջինից բարձրակարգ կենցաղային սառնարաններ օգտագործում են R600a (իզոբութան, ածխաջրածին)՝ բնական սառնագենտ, որն ունի 0 ODP արժեք և ընդամենը 3 GWP արժեք, որն ունի R134a-ի համեմատ շատ ավելի լավ շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության ցուցանիշներ, և դրա սառեցման արդյունավետությունը 5%-10%-ով ավելի բարձր է, քան R134a-ինը, ինչը կարող է էլ ավելի նվազեցնել էներգիայի սպառումը: Այնուամենայնիվ, R600a-ն պատկանում է A3 դասի սառնագենտներին (բարձր դյուրավառ), և երբ օդում դրա ծավալային կոնցենտրացիան հասնում է 1.8%-8.4%-ի, այն կպայթի բաց կրակի ազդեցության տակ հայտնվելիս: Հետևաբար, այն սահմանափակվում է միայն կենցաղային սառնարաններում օգտագործելու հնարավորությամբ (լիցքավորման քանակը խստորեն սահմանափակվում է 50գ-150գ-ով, ինչը շատ ավելի ցածր է, քան առևտրային սարքավորումների դեպքում), և սառնարանը պետք է հագեցած լինի արտահոսքի հայտնաբերման սարքերով (օրինակ՝ ճնշման սենսորներ) և պայթյունապաշտպան կոմպրեսորներով, որոնց արժեքը 15%-20%-ով ավելի բարձր է, քան R134a մոդելներինը, ուստի այն լիովին չի տարածվել:

2. Առևտրային սառցախցիկներ / մեծ սառնարաններ. ցածր GWP-ով սառնագենտների «աստիճանական ներթափանցում»

Առևտրային սառցարանները (օրինակ՝ սուպերմարկետների կղզյակային սառցարանները) ունեն ավելի բարձր պահանջներ «շրջակա միջավայրի պաշտպանության» և «սառնարանային արդյունավետության» համար՝ իրենց մեծ տարողության (սովորաբար ավելի քան 500 լիտր) և բարձր սառնարանային բեռի պատճառով: Ներկայումս հիմնական ընտրությունները բաժանվում են երկու կատեգորիայի՝

(1) ՀՖԱ խառնուրդներ. R404A-ի «բարձր բեռնվածության հարմարվողականություն»

R404A-ն (պենտաֆտորէթանի, դիֆտորմեթանի և տետրաֆտորէթանի խառնուրդ) առևտրային ցածր ջերմաստիճանի սառցարանների (օրինակ՝ -40°C արագ սառեցման սառցարանների) հիմնական սառնագենտն է՝ կազմելով մոտ 60%: Դրա առավելությունն այն է, որ ցածր ջերմաստիճանի պայմաններում սառնարանային աշխատանքի արդյունավետությունը գերազանց է՝ -40°C գոլորշիացման ջերմաստիճանում սառնարանային հզորությունը 25%-30%-ով ավելի բարձր է, քան R134a-ինը, որը կարող է արագորեն բավարարել սառցարանների ցածր ջերմաստիճանի պահպանման կարիքները. և այն պատկանում է A1 դասի սառնագենտներին (ոչ թունավոր և ոչ դյուրավառ), մինչև մի քանի կիլոգրամ լիցքավորման քանակով (շատ ավելի, քան կենցաղային սառնարաններինը), առանց դյուրավառության ռիսկերի մասին անհանգստանալու, հարմարվելով մեծ սառցարանների բարձր բեռնվածության շահագործմանը:

Սակայն, R404A-ի շրջակա միջավայրի պաշտպանության թերությունները աստիճանաբար ակնհայտ են դարձել: Դրա GWP արժեքը հասնում է մինչև 3922-ի, որը պատկանում է բարձր ջերմոցային գազերի շարքին: Ներկայումս Եվրոպական Միությունը և այլ տարածաշրջաններ ընդունել են կանոնակարգեր դրա օգտագործումը սահմանափակելու համար (օրինակ՝ արգելելով 2022 թվականից հետո նոր արտադրված առևտրային սառցարաններում GWP>2500 ունեցող սառնագենտների օգտագործումը): Հետևաբար, R404A-ն աստիճանաբար փոխարինվում է ցածր GWP ունեցող սառնագենտներով:

(2) Ցածր GWP-ով տեսակներ՝ R290-ի և CO₂-ի «Շրջակա միջավայրի այլընտրանքներ»

Շրջակա միջավայրի խստացված կանոնակարգերի ֆոնին, R290-ը (պրոպան) և CO₂-ը (R744) դարձել են առևտրային սառցախցիկների համար նոր ընտրություններ, որոնք հարմարվում են տարբեր իրավիճակներում տարբեր կարիքներին.

R290 (պրոպան)Հիմնականում օգտագործվում է փոքր առևտրային սառցարաններում (օրինակ՝ խանութների հորիզոնական սառցարաններում): Դրա ODP արժեքը 0 է, GWP արժեքը՝ մոտ 3, ինչը չափազանց ուժեղ շրջակա միջավայրի պաշտպանություն է ապահովում, իսկ սառեցման արդյունավետությունը 10%-15%-ով ավելի բարձր է, քան R404A-ինը, ինչը կարող է նվազեցնել առևտրային սառցարանների շահագործման էներգիայի սպառումը (առևտրային սարքավորումները աշխատում են օրական ավելի քան 20 ժամ, և էներգիայի սպառման ծախսերը կազմում են մեծ մասնաբաժին): Այնուամենայնիվ, R290-ը պատկանում է A3 դասի սառնագենտներին (բարձր դյուրավառ), և լիցքավորման քանակը պետք է խստորեն վերահսկվի 200 գրամի սահմաններում (այնպես որ այն սահմանափակվում է միայն փոքր սառցարաններով): Բացի այդ, սառցարանը պետք է ունենա պայթյունապաշտպան կոմպրեսորներ, հակաարտահոսքային խողովակաշարեր (օրինակ՝ պղինձ-նիկելային համաձուլվածքի խողովակներ) և օդափոխության ու ջերմության ցրման դիզայն: Ներկայումս դրա մասնաբաժինը եվրոպական խանութների սառցարաններում գերազանցել է 30%-ը:

CO₂ (R744)Հիմնականում օգտագործվում է գերցածր ջերմաստիճանի առևտրային սառցարաններում (օրինակ՝ -60°C կենսաբանական նմուշների սառցարաններում): Դրա ստանդարտ գոլորշիացման ջերմաստիճանը -78.5°C է, որը թույլ է տալիս ապահովել գերցածր ջերմաստիճանի պահպանում առանց բարդ կասկադային սառնարանային համակարգի, և այն ունի 0 ODP արժեք և 1 GWP արժեք՝ անփոխարինելի շրջակա միջավայրի պաշտպանությամբ, և ոչ թունավոր է և ոչ դյուրավառ, ավելի լավ անվտանգությամբ, քան R290-ը: Այնուամենայնիվ, CO₂-ն ունի ցածր կրիտիկական ջերմաստիճան (31.1°C): Երբ շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը գերազանցում է 25°C-ը, անհրաժեշտ է «տրանսկրիտիկական ցիկլի» տեխնոլոգիա, որի արդյունքում սառցարանի կոմպրեսորի ճնշումը հասնում է մինչև 10-12 ՄՊա-ի, ինչը պահանջում է բարձր ամրության չժանգոտվող պողպատե խողովակաշարերի և բարձր ճնշմանը դիմացկուն կոմպրեսորների օգտագործում, որոնց արժեքը 30%-40%-ով ավելի բարձր է, քան R404A սառցարաններինը: Հետևաբար, այն ներկայումս հիմնականում օգտագործվում է շրջակա միջավայրի պաշտպանության չափազանց բարձր պահանջներով և ցածր ջերմաստիճաններով պայմաններում (օրինակ՝ բժշկական և գիտական ​​հետազոտությունների սառցարաններում):

II. Սառնագենտների ապագա միտումները. ցածր ԳՏՊ-ն և բարձր անվտանգությունը դառնում են հիմնական ուղղություններ

Համաշխարհային բնապահպանական կանոնակարգերի (օրինակ՝ ԵՄ F-Gas Regulation, Չինաստանի Մոնրեալի արձանագրության իրականացման ծրագիր) և սարքավորումների տեխնոլոգիական արդիականացման հետ համատեղ՝ սառնարանների և սառցարանների համար նախատեսված սառնագենտները ապագայում կցուցաբերեն երեք հիմնական միտում.

Տնային սառնարաններR600a-ն աստիճանաբար փոխարինում է R134a-ին. արտահոսքի դեմ և պայթյունապաշտպան տեխնոլոգիաների զարգացմանը զուգընթաց (օրինակ՝ նոր կնքող ժապավեններ, արտահոսքի ավտոմատ դադարեցման սարքեր), R600a-ի արժեքը աստիճանաբար կնվազի (ակնկալվում է, որ գինը կնվազի 30%-ով հաջորդ 5 տարիների ընթացքում), և կընդգծվեն դրա առավելությունները՝ բարձր շրջակա միջավայրի պաշտպանությունը և բարձր սառնարանային արդյունավետությունը: Ակնկալվում է, որ մինչև 2030 թվականը կենցաղային սառնարաններում R600a-ի մասնաբաժինը կգերազանցի 50%-ը՝ փոխարինելով R134a-ն որպես հիմնական սպառող:

Առևտրային սառնարաններCO₂ և HFO խառնուրդների «երկակի ուղիով մշակում». գերցածր ջերմաստիճանի առևտրային սառցախցիկների համար (-40°C-ից ցածր) CO₂-ի տեխնիկական հասունությունը կշարունակի բարելավվել (օրինակ՝ բարձր արդյունավետությամբ տրանսկրիտիկական ցիկլի կոմպրեսորների համար), և արժեքը աստիճանաբար կնվազի, և կանխատեսվում է, որ մինչև 2028 թվականը այդ համամասնությունը կգերազանցի 40%-ը։ Միջին ջերմաստիճանի առևտրային սառցախցիկների համար (-25°C-ից մինչև -18°C) R454C-ն (HFO-ների և HFC-ների խառնուրդ, GWP≈466) կդառնա հիմնականը՝ R404A-ին մոտ սառնարանային արդյունավետությամբ և A2L դասի սառնագենտներին պատկանող (ցածր թունավորություն և ցածր դյուրավառություն), առանց լցման քանակի խիստ սահմանափակումների, հավասարակշռելով շրջակա միջավայրի պաշտպանությունը և գործնականությունը։

Բարձրացված անվտանգության չափանիշներ«Պասիվ պաշտպանությունից» մինչև «ակտիվ մոնիթորինգ»՝ անկախ կենցաղային կամ առևտրային սարքավորումներից, ապագայի սառնագենտային համակարգերը սովորաբար հագեցած կլինեն «ինտելեկտուալ արտահոսքի մոնիթորինգի + ավտոմատ արտակարգ իրավիճակների բուժման» գործառույթներով (օրինակ՝ կենցաղային սառնարանների լազերային արտահոսքի սենսորներ, կոնցենտրացիայի ազդանշաններ և առևտրային սառցարանների օդափոխման միացման սարքեր), հատկապես R600a և R290 նման դյուրավառ սառնագենտների համար՝ տեխնիկական միջոցներով անվտանգության հնարավոր վտանգները վերացնելու և ցածր GWP-ով սառնագենտների համապարփակ տարածումը խթանելու համար:

III. Հիմնական սցենարի համապատասխանեցման առաջնահերթությունը

Տարբեր օգտագործողների կարիքների համար սառնարանային սառնագենտներ ընտրելիս կարելի է հետևել հետևյալ սկզբունքներին.

Տնային տնտեսությունների օգտատերեր. առաջնահերթությունը տրվում է R600a մոդելներին (համալիր շրջակա միջավայրի պաշտպանություն և էներգախնայողություն): Եթե բյուջեն թույլ է տալիս (200-500 յուանով ավելի, քան R134a մոդելները), առաջնահերթությունը պետք է տրվի «R600a սառնագենտ» պիտակով սառնարաններին: Դրանց էներգիայի սպառումը 8%-12%-ով ցածր է, քան R134a մոդելներինը, և դրանք ավելի էկոլոգիապես մաքուր են. գնումից հետո ուշադրություն պետք է դարձնել սառնարանի հետևի մասը (որտեղ գտնվում է կոմպրեսորը) բաց կրակի մոտ չգտնելուն և պարբերաբար ստուգել դռան կնքման հերմետիկությունը՝ արտահոսքի ռիսկը նվազեցնելու համար:

Առևտրային օգտատերեր՝Ընտրեք ջերմաստիճանի կարիքներին համապատասխան (ծախսի և շրջակա միջավայրի պաշտպանության հավասարակշռություն). միջին ջերմաստիճանի սառցարանների համար (օրինակ՝ մթերային խանութների սառցարանները) կարելի է ընտրել R290 մոդելներ, որոնք երկարաժամկետ շահագործման էներգիայի սպառման ավելի ցածր ծախսեր ունեն. գերցածր ջերմաստիճանի սառցարանների համար (օրինակ՝ արագ սառեցման սարքավորումներ), եթե բյուջեն բավարար է, նախընտրելի են CO₂ մոդելները, որոնք համապատասխանում են շրջակա միջավայրի կանոնակարգերի միտմանը և խուսափում են ապագայում փուլային դուրսբերման ռիսկից. եթե կարճաժամկետ ծախսերի նկատմամբ զգայունությունը մտահոգիչ է, ապա R454C մոդելները կարելի է ընտրել որպես անցումային տարբերակ, որը հավասարակշռում է կատարողականը և շրջակա միջավայրի պաշտպանությունը:

Սպասարկում և փոխարինումԽստորեն համապատասխանեցրեք սկզբնական սառնագենտի տեսակը. հին սառնարաններն ու սառցախցիկները սպասարկելիս մի՛ փոխարինեք սառնագենտի տեսակը կամայականորեն (օրինակ՝ R134a-ն փոխարինեք R600a-ով), քանի որ տարբեր սառնագենտներ ունեն կոմպրեսորի յուղի և խողովակաշարի ճնշման տարբեր պահանջներ: Խառը օգտագործումը կարող է հանգեցնել կոմպրեսորի վնասման կամ սառնարանային համակարգի խափանման: Անհրաժեշտ է դիմել մասնագետների՝ սարքավորումների անվանական վահանակի վրա նշված տեսակին համապատասխան սառնագենտներ ավելացնելու համար: