Kulkas dan freezer, sebagai peralatan penyimpanan suhu rendah untuk keperluan rumah tangga dan komersial, telah mengalami iterasi berkelanjutan dalam pemilihan refrigeran yang berpusat pada "adaptasi efisiensi pendinginan" dan "persyaratan peraturan lingkungan". Jenis dan karakteristik utama pada berbagai tahap sangat sesuai dengan kebutuhan peralatan.
Arus utama awal: Aplikasi refrigeran CFC dengan “efisiensi tinggi tetapi bahaya tinggi”
Dari tahun 1950-an hingga 1990-an, R12 (diklorodifluorometana) merupakan refrigeran yang paling banyak digunakan. Dalam hal adaptabilitas peralatan, sifat termodinamika R12 sangat sesuai dengan kebutuhan penyimpanan suhu rendah – dengan suhu penguapan standar -29,8°C, refrigeran ini dapat dengan mudah memenuhi persyaratan suhu kompartemen penyimpanan segar (0-8°C) dan kompartemen pembeku (di bawah -18°C) di lemari es. Selain itu, refrigeran ini memiliki stabilitas kimia yang sangat baik dan kompatibilitas yang sangat baik dengan pipa tembaga, rangka baja, dan oli pelumas mineral di dalam lemari es, sehingga jarang menyebabkan korosi atau penyumbatan pipa, dan dapat menjamin masa pakai peralatan hingga lebih dari 10 tahun.
R12 memiliki nilai ODP 1,0 (patokan potensi penipisan ozon) dan nilai GWP sekitar 8500, menjadikannya gas rumah kaca yang kuat. Dengan berlakunya Protokol Montreal, penggunaan R12 secara global dalam freezer yang baru diproduksi telah dilarang secara bertahap sejak tahun 1996. Saat ini, hanya beberapa peralatan lama yang masih memiliki sisa refrigeran tersebut, dan menghadapi dilema tidak adanya sumber alternatif selama pemeliharaan.
Tahap transisi: Keterbatasan “penggantian sebagian” dengan refrigeran HCFC
Untuk menjembatani penghapusan R12, R22 (difluoromonoklorometana) pernah digunakan secara singkat di beberapa freezer komersial (seperti freezer minimarket kecil). Keunggulannya terletak pada kinerja termodinamikanya yang mendekati R12, tanpa perlu modifikasi signifikan pada desain kompresor dan pipa freezer, dan nilai ODP-nya berkurang menjadi 0,05, yang secara signifikan melemahkan kapasitasnya dalam merusak lapisan ozon.
Namun, kekurangan R22 juga terlihat jelas: di satu sisi, nilai GWP-nya sekitar 1810, masih tergolong gas rumah kaca tinggi, yang tidak sesuai dengan tren perlindungan lingkungan jangka panjang; di sisi lain, efisiensi refrigerasi (COP) R22 lebih rendah daripada R12, yang akan menyebabkan peningkatan konsumsi daya sekitar 10%-15% jika digunakan pada lemari es rumah tangga, sehingga belum menjadi arus utama lemari es rumah tangga. Dengan percepatan penghentian penggunaan refrigeran HCFC secara global pada tahun 2020, R22 pada dasarnya telah ditarik dari penggunaan di bidang lemari es dan freezer.
I. Refrigeran arus utama saat ini: Adaptasi spesifik skenario HFC dan jenis GWP rendah
Saat ini, pemilihan refrigeran untuk kulkas di pasaran menunjukkan karakteristik “diferensiasi antara penggunaan rumah tangga dan komersial, serta keseimbangan antara perlindungan lingkungan dan biaya”, yang terutama dibagi menjadi dua jenis utama, yang disesuaikan dengan kebutuhan fungsional peralatan yang berbeda:
1. Freezer kecil: “Dominasi stabil” refrigeran
R134a (tetrafluoroetana) adalah refrigeran paling umum untuk lemari es saat ini (terutama model dengan kapasitas kurang dari 200L), terhitung lebih dari 70%. Keunggulan adaptasi intinya tercermin dalam tiga aspek: pertama, memenuhi standar perlindungan lingkungan, dengan nilai ODP 0, sepenuhnya menghilangkan risiko kerusakan lapisan ozon dan mematuhi persyaratan dasar peraturan lingkungan global; kedua, kinerja termodinamikanya sesuai, dengan suhu penguapan standar -26,1°C, yang, bersama dengan kompresor kulkas efisiensi tinggi, dapat secara stabil mencapai suhu kompartemen pembekuan dari -18°C hingga -25°C, dan efisiensi pendinginannya (COP) 8% -12% lebih tinggi dari R22, yang dapat mengurangi konsumsi daya peralatan; Ketiga, keamanannya dapat diandalkan, termasuk dalam refrigeran kelas A1 (tidak beracun dan tidak mudah terbakar), bahkan jika terjadi sedikit kebocoran, tidak akan menimbulkan bahaya keselamatan bagi lingkungan keluarga, dan memiliki kompatibilitas yang baik dengan bagian plastik dan oli pelumas kompresor di dalam lemari es, dengan tingkat kegagalan yang rendah.
Selain itu, beberapa kulkas rumah tangga kelas menengah hingga atas menggunakan R600a (isobutana, suatu hidrokarbon) – refrigeran alami, yang memiliki nilai ODP 0 dan nilai GWP hanya 3, memiliki kinerja lingkungan yang jauh lebih baik daripada R134a, dan efisiensi pendinginannya 5%-10% lebih tinggi daripada R134a, yang selanjutnya dapat mengurangi konsumsi energi. Namun, R600a termasuk refrigeran kelas A3 (sangat mudah terbakar), dan ketika konsentrasi volumenya di udara mencapai 1,8%-8,4%, refrigeran ini akan meledak jika terkena api terbuka. Oleh karena itu, penggunaannya hanya terbatas pada lemari es rumah tangga (jumlah muatannya dibatasi ketat hingga 50g-150g, jauh lebih rendah daripada peralatan komersial), dan lemari es perlu dilengkapi dengan perangkat deteksi anti-kebocoran (seperti sensor tekanan) dan kompresor anti-ledakan, dengan biaya 15%-20% lebih tinggi daripada model R134a, sehingga belum sepenuhnya dipopulerkan.
2. Freezer komersial / lemari es besar: “Penetrasi bertahap” refrigeran GWP rendah
Freezer komersial (seperti freezer pulau supermarket) memiliki persyaratan yang lebih tinggi untuk "perlindungan lingkungan" dan "efisiensi pendinginan" refrigeran karena kapasitasnya yang besar (biasanya lebih dari 500 liter) dan beban pendinginan yang tinggi. Saat ini, pilihan yang umum digunakan terbagi menjadi dua kategori:
(1) Campuran HFC: “Adaptasi beban tinggi” R404A
R404A (campuran pentafluoroetana, difluorometana, dan tetrafluoroetana) merupakan refrigeran utama untuk freezer suhu rendah komersial (seperti freezer cepat beku -40°C), dengan komposisi sekitar 60%. Keunggulannya terletak pada kinerja pendinginannya yang luar biasa dalam kondisi suhu rendah – pada suhu penguapan -40°C, kapasitas pendinginannya 25%-30% lebih tinggi daripada R134a, yang dapat dengan cepat memenuhi kebutuhan penyimpanan freezer pada suhu rendah; dan termasuk dalam refrigeran kelas A1 (tidak beracun dan tidak mudah terbakar), dengan kapasitas pengisian hingga beberapa kilogram (jauh melebihi kulkas rumah tangga), tanpa mengkhawatirkan risiko mudah terbakar, sehingga dapat beradaptasi dengan operasi beban tinggi pada freezer besar.
Namun, kekurangan R404A dalam hal perlindungan lingkungan secara bertahap mulai terlihat. Nilai GWP-nya mencapai 3922, yang tergolong gas rumah kaca tinggi. Saat ini, Uni Eropa dan kawasan lain telah mengeluarkan peraturan untuk membatasi penggunaannya (seperti melarang penggunaan refrigeran dengan GWP>2500 pada freezer komersial yang baru diproduksi setelah tahun 2022). Oleh karena itu, R404A secara bertahap digantikan oleh refrigeran dengan GWP rendah.
(2) Jenis GWP rendah: “Alternatif ramah lingkungan” dari R290 dan CO₂
Dengan latar belakang peraturan lingkungan yang semakin ketat, R290 (propana) dan CO₂ (R744) telah menjadi pilihan yang muncul untuk freezer komersial, beradaptasi dengan kebutuhan yang berbeda dalam skenario yang berbeda:
R290 (propana): Terutama digunakan dalam freezer komersial kecil (seperti freezer horizontal toko swalayan). Nilai ODP-nya adalah 0, nilai GWP sekitar 3, dengan perlindungan lingkungan yang sangat kuat; dan efisiensi pendinginannya 10%-15% lebih tinggi daripada R404A, yang dapat mengurangi konsumsi energi operasi freezer komersial (peralatan komersial beroperasi selama lebih dari 20 jam sehari, dan biaya konsumsi energi merupakan proporsi yang tinggi). Namun, R290 termasuk dalam refrigeran kelas A3 (sangat mudah terbakar), dan jumlah muatannya perlu dikontrol secara ketat dalam 200g (jadi hanya terbatas pada freezer kecil). Selain itu, freezer perlu mengadopsi kompresor tahan ledakan, pipa anti-kebocoran (seperti pipa paduan tembaga-nikel) dan desain ventilasi dan pembuangan panas. Saat ini, proporsinya di freezer toko swalayan Eropa telah melebihi 30%.
CO₂ (R744): Terutama digunakan dalam freezer komersial suhu sangat rendah (seperti freezer sampel biologis -60°C). Suhu penguapan standarnya adalah -78,5°C, yang dapat mencapai penyimpanan suhu sangat rendah tanpa sistem refrigerasi kaskade yang rumit; dan memiliki nilai ODP 0 dan nilai GWP 1, dengan perlindungan lingkungan yang tak tergantikan, serta tidak beracun dan tidak mudah terbakar, dengan keamanan yang lebih baik daripada R290. Namun, CO₂ memiliki suhu kritis yang rendah (31,1°C). Ketika suhu sekitar melebihi 25°C, teknologi "siklus transkritis" diperlukan, yang menghasilkan tekanan kompresor freezer setinggi 10-12MPa, yang membutuhkan penggunaan pipa baja tahan karat berkekuatan tinggi dan kompresor tahan tekanan tinggi, dengan biaya 30%-40% lebih tinggi daripada freezer R404A. Oleh karena itu, saat ini terutama digunakan dalam skenario dengan persyaratan yang sangat tinggi untuk perlindungan lingkungan dan suhu rendah (seperti freezer penelitian medis dan ilmiah).
II. Tren masa depan refrigeran: GWP rendah dan keamanan tinggi menjadi arah inti
Dikombinasikan dengan regulasi lingkungan global (seperti Regulasi F-Gas Uni Eropa, rencana implementasi Protokol Montreal Tiongkok) dan peningkatan teknologi peralatan, refrigeran untuk lemari es dan freezer akan menunjukkan tiga tren utama di masa depan:
Kulkas rumah tanggaR600a secara bertahap menggantikan R134a – dengan semakin matangnya teknologi antibocor dan antiledakan (seperti strip segel baru dan perangkat pemutus kebocoran otomatis), biaya R600a akan menurun secara bertahap (diperkirakan biaya akan turun 30% dalam 5 tahun ke depan), dan keunggulannya dalam hal perlindungan lingkungan dan efisiensi pendinginan yang tinggi akan semakin terlihat. Diperkirakan proporsi R600a dalam lemari es rumah tangga akan melebihi 50% pada tahun 2030, menggantikan R134a sebagai produk utama.
Freezer komersial: “Pengembangan jalur ganda” campuran CO₂ dan HFO – untuk freezer komersial suhu sangat rendah (di bawah -40°C), kematangan teknis CO₂ akan terus meningkat (seperti kompresor siklus transkritis efisiensi tinggi), dan biaya akan menurun secara bertahap, dengan proporsinya diperkirakan akan melebihi 40% pada tahun 2028; untuk freezer komersial suhu sedang (-25°C hingga -18°C), R454C (campuran HFO dan HFC, GWP≈466) akan menjadi arus utama, dengan kinerja pendinginan mendekati R404A, dan termasuk dalam refrigeran kelas A2L (toksisitas rendah dan mudah terbakar rendah), tanpa batasan ketat pada jumlah pengisian, menyeimbangkan perlindungan lingkungan dan kepraktisan.
Standar keselamatan yang ditingkatkanDari "perlindungan pasif" hingga "pemantauan aktif" – terlepas dari peralatan rumah tangga atau komersial, sistem refrigeran masa depan umumnya akan dilengkapi dengan fungsi "pemantauan kebocoran cerdas + penanganan darurat otomatis" (seperti sensor kebocoran laser untuk lemari es rumah tangga, alarm konsentrasi, dan perangkat penghubung ventilasi untuk freezer komersial), terutama untuk refrigeran yang mudah terbakar seperti R600a dan R290, untuk menghilangkan potensi bahaya keselamatan melalui cara teknis dan mendorong popularisasi refrigeran GWP rendah secara menyeluruh.
III. Prioritas pencocokan skenario inti
Untuk kebutuhan pengguna yang berbeda-beda, prinsip-prinsip berikut dapat diikuti saat memilih refrigeran kulkas:
Pengguna rumah tangga: Prioritas diberikan pada model R600a (menyeimbangkan perlindungan lingkungan dan penghematan energi) – jika anggaran memungkinkan (200-500 yuan lebih mahal daripada model R134a), prioritas diberikan pada kulkas bertanda "refrigeran R600a". Konsumsi dayanya 8%-12% lebih rendah daripada model R134a, dan lebih ramah lingkungan; setelah pembelian, perhatikan untuk menghindari bagian belakang kulkas (tempat kompresor berada) dekat dengan api terbuka, dan secara teratur memeriksa kekencangan segel pintu untuk mengurangi risiko kebocoran.
Pengguna komersial:Pilih berdasarkan kebutuhan suhu (menyeimbangkan biaya dan perlindungan lingkungan) – freezer suhu sedang (seperti freezer minimarket) dapat memilih model R290, dengan biaya konsumsi energi pengoperasian jangka panjang yang lebih rendah; untuk freezer suhu sangat rendah (seperti peralatan pembekuan cepat), jika anggaran mencukupi, model CO₂ lebih disukai, yang sejalan dengan tren peraturan lingkungan dan menghindari risiko penghentian penggunaan di masa mendatang; jika sensitivitas biaya jangka pendek menjadi perhatian, model R454C dapat dipilih sebagai transisi, menyeimbangkan kinerja dan perlindungan lingkungan.
Perawatan dan penggantianSesuaikan jenis refrigeran asli dengan tepat – saat merawat kulkas dan freezer lama, jangan sembarangan mengganti jenis refrigeran (misalnya, mengganti R134a dengan R600a), karena setiap refrigeran memiliki kebutuhan oli pelumas kompresor dan tekanan pipa yang berbeda. Penggunaan yang berbeda dapat menyebabkan kerusakan kompresor atau kegagalan refrigerasi. Sebaiknya hubungi profesional untuk menambahkan refrigeran sesuai jenis yang tertera pada pelat nama peralatan.
Waktu posting: 29-Agu-2025 Dilihat: