Ísskápar og frystikistur, sem eru lághitageymslubúnaður fyrir heimili og fyrirtæki, hafa stöðugt tekið breytingum á vali á kælimiðlum sem miðast við „aðlögunarhæfni kælikerfis“ og „umhverfiskröfur“. Algengustu gerðir og eiginleikar á mismunandi stigum eru mjög í samræmi við þarfir búnaðarins.
Snemma aðaláhersla: Notkun klórflúorkolefnis með „mikilli skilvirkni en mikilli skaða“
Frá sjötta áratugnum til tíunda áratugarins var R12 (díklórdíflúormetan) algert aðalkælimiðill. Hvað varðar aðlögunarhæfni búnaðar pössuðu varmafræðilegir eiginleikar R12 fullkomlega við þarfir lághitageymslu – með staðlaðan uppgufunarhita upp á -29,8°C gat það auðveldlega uppfyllt hitastigskröfur ferskleikahólfa ísskápa (0-8°C) og frystihólfa (undir -18°C). Þar að auki hafði það afar sterkan efnafræðilegan stöðugleika og framúrskarandi eindrægni við koparrör, stálhjúp og steinefnasmurolíur inni í ísskápum, olli sjaldan tæringu eða stíflum í pípum og gat tryggt endingartíma búnaðarins í meira en 10 ár.
ODP-gildi R12 er 1,0 (viðmið fyrir ósoneyðingargetu) og GWP-gildi er um það bil 8500, sem gerir það að sterkri gróðurhúsalofttegund. Með gildistöku Montreal-bókunarinnar hefur notkun R12 í nýframleiddum frystikistum verið smám saman bönnuð frá árinu 1996. Eins og er eru aðeins sumar gamlar kælivélar sem innihalda leifar af slíkum kælimiðlum og standa frammi fyrir þeirri vanda að engar aðrar uppsprettur eru til staðar við viðhald.
Umbreytingarstig: Takmarkanir á „hlutaskiptingu“ með HCFC-kælimiðlum
Til að brúa útfasun R12 var R22 (díflúormónóklórmetan) notað í stuttan tíma í sumum frystikistum fyrir atvinnuhúsnæði (eins og frystikistum í litlum matvöruverslunum). Kosturinn felst í því að varmafræðileg afköst þess eru nálægt R12, án þess að þörf sé á verulegum breytingum á þjöppu og leiðsluhönnun frystisins, og ODP gildi þess er lækkað niður í 0,05, sem veikir ósoneyðingargetu þess verulega.
Hins vegar eru gallar R22 einnig augljósir: annars vegar er GWP-gildi þess um 1810, sem tilheyrir enn háum gróðurhúsalofttegundum, sem er ekki í samræmi við langtímaþróun umhverfisverndar; hins vegar er kælinýtni (COP) R22 lægri en R12, sem mun leiða til um 10%-15% aukningar á orkunotkun þegar það er notað í heimiliskælum, þannig að það hefur ekki orðið aðalstraumur heimiliskæla. Með hraðari útfasun HCFC-kælimiðla á heimsvísu árið 2020 hefur R22 í raun dregið sig úr notkun í kælum og frystikistum.
I. Núverandi almennir kælimiðlar: Aðlögun aðstæðubundinna HFC-efna og gerða með lágt GWP
Eins og er sýnir úrval kælimiðils fyrir ísskápa á markaðnum einkenni „aðgreiningar á milli heimilisnota og viðskiptanota og jafnvægis á milli umhverfisverndar og kostnaðar“, aðallega skipt í tvær megingerðir, sem aðlagast virkniþörfum mismunandi búnaðar:
1. Lítil frystikistur: „Stöðug yfirráð“ kælimiðla
R134a (tetraflúoretan) er algengasta kælimiðillinn í nútíma ísskápum (sérstaklega gerðir með minna en 200 lítra rúmmál) og nemur meira en 70%. Helstu kostir þess hvað varðar aðlögun birtast í þremur þáttum: í fyrsta lagi uppfyllir það umhverfisverndarstaðla, með ODP gildi upp á 0, sem útilokar alveg hættu á skemmdum á ósonlaginu og uppfyllir grunnkröfur alþjóðlegra umhverfisreglugerða; í öðru lagi er varmafræðileg afköst þess viðeigandi, með staðlað uppgufunarhitastig upp á -26,1°C, sem, ásamt afkastamiklum þjöppu ísskápsins, getur stöðugt náð hitastigi frystihólfsins frá -18°C til -25°C, og kælinýtni þess (COP) er 8%-12% hærri en R22, sem getur dregið úr orkunotkun búnaðarins; Í þriðja lagi hefur það áreiðanlegt öryggi, tilheyrir flokki A1 kælimiðils (ekki eitrað og ekki eldfimt), jafnvel þótt lítilsháttar leki eigi sér stað, mun það ekki valda öryggisáhættu fyrir heimilisumhverfið og hefur góða samhæfni við plasthluta og smurolíu þjöppunnar inni í ísskápnum, með lágt bilunarhlutfall.
Að auki nota sumir meðalstórir til dýrir heimiliskælar R600a (ísóbútan, kolvetni) – náttúrulegt kælimiðil með ODP gildi 0 og GWP gildi aðeins 3, sem hefur mun betri umhverfisárangur en R134a, og kælinýtni þess er 5%-10% hærri en R134a, sem getur dregið enn frekar úr orkunotkun. Hins vegar tilheyrir R600a flokki A3 kælimiðla (mjög eldfimt) og þegar rúmmálsþéttni þess í loftinu nær 1,8%-8,4% springur það þegar það kemst í snertingu við opinn eld. Þess vegna er það aðeins takmarkað við notkun í heimiliskælum (magn áfyllingar er stranglega takmarkað við 50g-150g, mun lægra en í atvinnutækjum), og ísskápurinn þarf að vera búinn lekavarnarbúnaði (eins og þrýstiskynjurum) og sprengiheldum þjöppum, sem er 15%-20% hærra en R134a gerðirnar, þannig að það hefur ekki náð fullum vinsældum.
2. Frystikistur fyrir atvinnuhúsnæði / stórir ísskápar: „Smám saman innleiðing“ kælimiðla með lága GWP
Frystikistur í atvinnuskyni (eins og frystikistur í stórmörkuðum) hafa meiri kröfur um „umhverfisvernd“ og „kælinýtni“ kælimiðils vegna mikils rúmmáls (venjulega meira en 500 lítrar) og mikils kæliálags. Eins og er eru helstu valkostir skipt í tvo flokka:
(1) Blöndur af HFC-efnum: „Aðlögun R404A við mikla álagsgetu“
R404A (blanda af pentaflúoretani, díflúoretani og tetraflúoretani) er aðal kælimiðillinn fyrir lághita frystikistur í atvinnuskyni (eins og hraðfrystikistur með -40°C hita) og nemur um 60%. Kosturinn er að kæligetan við lágt hitastig er framúrskarandi – við uppgufunarhitastig -40°C er kæligetan 25%-30% hærri en R134a, sem getur fljótt uppfyllt lághitageymsluþarfir frystikistna; og það tilheyrir flokki A1 kælimiðla (ekki eitrað og ekki eldfimt), með allt að nokkur kílógramma áfyllingarmagn (mun meira en í heimiliskælum), án þess að hafa áhyggjur af eldfimleikahættu, og aðlagast þannig notkun stórra frystikistna við mikla álag.
Hins vegar hafa umhverfisverndargallar R404A smám saman orðið áberandi. GWP-gildi þess er allt að 3922 og telst til hóps með mikla gróðurhúsalofttegundir. Eins og er hafa Evrópusambandið og önnur svæði gefið út reglugerðir til að takmarka notkun þess (svo sem að banna notkun kælimiðla með GWP >2500 í nýframleiddum atvinnufrystikistum eftir 2022). Þess vegna er R404A smám saman að vera skipt út fyrir kælimiðla með lágt GWP.
(2) Tegundir með lága GWP: „Umhverfisvænir valkostir“ með R290 og CO₂
Í ljósi hertra umhverfisreglna hafa R290 (própan) og CO₂ (R744) orðið vinsælir kostir fyrir frystikistur í atvinnuskyni og aðlagast mismunandi þörfum í mismunandi aðstæðum:
R290 (própan)Aðallega notað í litlum atvinnufrystikistum (eins og láréttum frystikistum í verslunum). ODP gildi þess er 0, GWP gildið er um 3, með afar sterkri umhverfisvernd; og kælinýtni þess er 10%-15% hærri en R404A, sem getur dregið úr rekstrarorkunotkun atvinnufrystikista (atvinnutæki eru í gangi í meira en 20 klukkustundir á dag og orkukostnaður er stór hluti af því). Hins vegar tilheyrir R290 flokki A3 kælimiðils (mjög eldfimt) og magn fyllingar þarf að vera stranglega stjórnað innan 200g (þannig að það er aðeins takmarkað við litlar frystikistur). Að auki þurfa frystikisturnar að vera með sprengiheldum þjöppum, lekavarnarlögnum (eins og kopar-nikkel álfelgur) og loftræstingar- og varmaleiðnihönnun. Eins og er hefur hlutfall þess í evrópskum verslunum í verslunum farið yfir 30%.
CO₂ (R744)Aðallega notað í atvinnufrystikistum með mjög lágu hitastigi (eins og -60°C líffræðilegum sýnishornafrystikistum). Staðlað uppgufunarhitastig þess er -78,5°C, sem gerir kleift að ná geymslu við mjög lágt hitastig án flókins kaskadkælikerfis; og það hefur ODP gildi upp á 0 og GWP gildi upp á 1, með óbætanlegri umhverfisvernd, og er ekki eitrað og ekki eldfimt, með betri öryggi en R290. Hins vegar hefur CO₂ lágt gagnrýnið hitastig (31,1°C). Þegar umhverfishitastig fer yfir 25°C er krafist „transcritical cycle“ tækni, sem leiðir til þess að þjöppuþrýstingur frystisins verður allt að 10-12 MPa, sem krefst notkunar á hástyrktum ryðfríu stálpípum og háþrýstingsþolnum þjöppum, með kostnað sem er 30%-40% hærri en R404A frystikistum. Þess vegna er það nú aðallega notað í aðstæðum með mjög miklar kröfur um umhverfisvernd og lágt hitastig (eins og læknisfræðilegar og vísindalegar rannsóknarfrystikistur).
II. Framtíðarþróun kælimiðla: Lágt GWP og hátt öryggi verða aðaláherslur
Í tengslum við alþjóðlegar umhverfisreglugerðir (eins og reglugerð ESB um F-lofttegundir, innleiðingaráætlun Kína um Montreal-bókunina) og uppfærslur á tækni búnaðar, munu kælimiðlar fyrir ísskápa og frystikistur sýna þrjár meginþróanir í framtíðinni:
HeimiliskælarR600a kemur smám saman í stað R134a – með þróun lekavarnar- og sprengivarnartækni (eins og nýjum þéttilistum, sjálfvirkum lekavarnarbúnaði) mun kostnaður við R600a smám saman lækka (búist er við að kostnaðurinn lækki um 30% á næstu 5 árum) og kostir þess varðandi mikla umhverfisvernd og mikla kælinýtingu verða áberandi. Búist er við að hlutfall R600a í heimiliskælum muni fara yfir 50% árið 2030 og koma í stað R134a sem aðalneysla.
Frystikistur fyrir atvinnuhúsnæði„Tvíþætt þróun“ á blöndum af CO₂ og HFO – fyrir frystikistur fyrir atvinnuhúsnæði með mjög lágu hitastigi (undir -40°C) mun tæknilegur þroski CO₂ halda áfram að batna (eins og háafköstum transcritical hringrásarþjöppum) og kostnaðurinn mun smám saman lækka, og búist er við að hlutfallið fari yfir 40% fyrir árið 2028; fyrir atvinnuhúsnæðisfrystikistur fyrir meðalhita (-25°C til -18°C) mun R454C (blanda af HFO og HFC, GWP≈466) verða aðalstraumurinn, með kæliafköstum nálægt R404A og tilheyra flokki A2L kæliefna (lítil eituráhrif og lítil eldfimi), án strangra takmarkana á áfyllingarmagni, sem jafnar umhverfisvernd og notagildi.
Uppfærðar öryggisstaðlarFrá „óvirkri vörn“ til „virkrar eftirlits“ – óháð heimilis- eða atvinnubúnaði, munu framtíðar kælikerfi almennt vera búin „snjöllum lekaeftirliti + sjálfvirkri neyðarmeðferð“ (svo sem leysigeislaskynjurum fyrir heimiliskæla, styrkviðvörunum og loftræstibúnaði fyrir atvinnufrystikistur), sérstaklega fyrir eldfim kæliefni eins og R600a og R290, til að útrýma hugsanlegri öryggishættu með tæknilegum aðferðum og stuðla að alhliða útbreiðslu kæliefna með lágum GWP.
III. Forgangsröðun kjarnasviðsmynda
Eftirfarandi meginreglur má fylgja við val á kælimiðlum fyrir ísskápa, miðað við þarfir mismunandi notenda:
Heimilisnotendur: Forgangur er gefinn R600a gerðum (sem jafnar umhverfisvernd og orkusparnað) – ef fjárhagur leyfir (200-500 júan hærra en R134a gerðirnar) ætti að forgangsraða ísskápum sem merktir eru með „R600a kælimiðli“. Orkunotkun þeirra er 8%-12% minni en R134a gerðanna og þeir eru umhverfisvænni; eftir kaup skal gæta þess að koma í veg fyrir að aftan á ísskápnum (þar sem þjöppan er staðsett) sé nálægt opnum eldi og athuga reglulega hvort hurðarþéttingarnar séu þéttar til að draga úr hættu á leka.
Notendur í atvinnuskyni:Veldu eftir hitastigsþörfum (til að jafna kostnað og umhverfisvernd) – meðalhita-frystikistur (eins og frystikistur í matvöruverslunum) geta valið R290 gerðir, með lægri langtíma rekstrarkostnaði orkunotkunar; fyrir mjög lághita-frystikistur (eins og hraðfrystikistur), ef fjárhagsáætlunin er nægileg, eru CO₂ gerðir æskilegri, sem eru í samræmi við þróun umhverfisreglugerða og forðast hættu á útfasun í framtíðinni; ef skammtímakostnaðarnæmi er áhyggjuefni, er hægt að velja R454C gerðir sem umskipti, til að jafna afköst og umhverfisvernd.
Viðhald og skiptiNotið nákvæmlega upprunalega kælimiðilstegundina – þegar viðhald er gert á gömlum ísskápum og frystikistum skal ekki skipta um kælimiðilstegund handahófskennt (eins og að skipta út R134a fyrir R600a), því mismunandi kælimiðlar hafa mismunandi kröfur um smurolíu í þjöppum og þrýsting í leiðslum. Blönduð notkun getur valdið skemmdum á þjöppum eða bilun í kæli. Nauðsynlegt er að hafa samband við fagfólk til að bæta við kælimiðlum í samræmi við þá gerð sem merkt er á merkiplötu búnaðarins.
Birtingartími: 29. ágúst 2025 Skoðanir: