Тоңазытқыштарға арналған хладагент түрлерінің айырмашылығын түсіну

Заманауи тоңазытқыш жабдықтар тағамды сақтау үшін өте маңызды, дегенмен R134a, R290, R404a, R600a және R507 сияқты салқындатқыштар қолдану жағынан айтарлықтай ерекшеленеді. R290 әдетте салқындатылған сусындар шкафтарында қолданылады, ал R143a жиі шағын сыра шкафтарында қолданылады. R600a әдетте арнайы мұздату жабдықтары үшін сақталады.

Тоңазытқыштар тоңазытқыш жүйелерінің қаны болып табылады, бұл тоңазытқыштарға жылуды сіңіруге және салқын ішкі температураны сақтауға мүмкіндік береді. Дегенмен, барлық салқындатқыштар бірдей жасалмайды — олардың химиялық құрамы, қоршаған ортаға әсері, қауіпсіздік профильдері және өнімділігі айтарлықтай өзгереді. Еуропадағы және Солтүстік Америкадағы тұтынушылар, техниктер және сала мамандары үшін бұл айырмашылықтарды түсіну өте маңызды, әсіресе парниктік газдар шығарындыларын азайту және озон қабатын қорғау бойынша қатаң реттеу шаралары кезінде.

Салқындатқыш агенттерді бағалаудың негізгі критерийлері

Жеке түрлерге кіріспес бұрын, тоңазытқыш қолданбалары үшін ең маңызды көрсеткіштерді анықтау маңызды. Бұл критерийлер HVAC/R (жылыту, желдету, ауаны баптау, тоңазыту) өнеркәсібінде жалпыға бірдей мойындалған және жаһандық деңгейде реттеуші шешімдерді қалыптастырады:

• ODP (Озон қабатын бұзу потенциалы): Заттың озон қабатын қаншалықты зақымдайтынының өлшемі. Эталон R11 (қазір тыйым салынған хладагент), ODP 1 болып табылады. 0 рейтингі хладагенттің озонды бұзатын әсері жоқ дегенді білдіреді.
• GWP (Жаһандық жылыну потенциалы): Көмірқышқыл газымен салыстырғанда (CO₂, GWP = 1) заттың 100 жыл ішінде климаттың өзгеруіне қосқан үлесі. Төменгі GWP мәндері ЕО-ның F-Gas ережесі және АҚШ-тың EPA SNAP (Елеулі жаңа альтернативалар саясаты) сияқты ережелерге сәйкес басымдыққа ие.
• ASHRAE қауіпсіздік классификациясы: салқындатқышты тұтанғыштық (1-сынып: тұтанғыш емес; 2L класы: аз тұтанғыш; 2-сынып: тұтанғыш; 3-сынып: қатты тұтанғыш) және уыттылығы (А класы: уыттылығы төмен; В класы: жоғары) бойынша бағалайтын стандарт (ASHRAE 34-2022). Тоңазытқыштың тоңазытқыштарының көпшілігі А класына жатады.
• Термодинамикалық өнімділік: салқындату тиімділігін (COP немесе өнімділік коэффициенті, мұнда жоғары = тиімдірек), жұмыс қысымын (тоңазытқыштың компрессор дизайнына сәйкес келуі керек) және температура диапазонын (орта температурадағы тоңазытқыштар немесе төмен температуралы мұздатқыштар үшін жарамды) қамтиды.
• Үйлесімділік: Жүйені зақымдамау үшін тоңазытқыштың компрессорлық майлау материалдарымен (мысалы, минералды май, POE майы) және материалдармен (мысалы, тығыздағыштар, шлангтар) жұмыс істейді.

Жеке салқындатқышты талдау

Әрбір салқындатқыштың бірегей күшті жақтары мен шектеулері бар, бұл оны тұрмыстық тоңазытқыштардан коммерциялық мұздатқыштарға дейін нақты пайдалану жағдайларына қолайлы етеді. Төменде әр түрдің егжей-тегжейлі бөлінуі берілген.

1. R134a (тетрафторэтан)

Химиялық түрі: таза гидрофторкөміртек (HFC)

Негізгі сипаттамалары:

• ODP: 0 (озонға қауіпсіз)
• GWP: 1,430 (IPCC Алтыншы бағалау есебі бойынша, 100 жылдық көкжиек)
• ASHRAE қауіпсіздік класы: A1 (жанғыш емес, уыттылығы төмен)
• Жұмыс қысымы: орташа (басқа салқындатқыштармен салыстырғанда)
• Үйлесімділік: POE (полиол эфирі) немесе PAG (полиалкиленгликоль) майлау материалдарымен жұмыс істейді.

Өнімділік және қолданбалар:

R134a 1990 жылдары R12 (жоғары ODP бар CFC, қазір Монреаль хаттамасына сәйкес тыйым салынған) ауыстыру ретінде пайда болды. Ол жанбайтын табиғаты мен қолданыстағы жүйелерге оңай интеграциялануының арқасында тұрмыстық тоңазытқыштарда, шағын сусындарды салқындатқыштарда және портативті тоңазытқыштарда негізгі өнім болды. Оның салқындату тиімділігі (COP) қалыпты — стандартты тоңазытқыш температуралары үшін жеткілікті (жаңа бөлік үшін 2–8°C, мұздатқыштар үшін -18°C), бірақ R600a сияқты табиғи салқындатқыш агенттерге қарағанда төмен.

Нормативтік және экологиялық күйі:

R134a озонға қауіпсіз болғанымен, оның жоғары GWP Еуропа мен Солтүстік Америкада шектеулерге әкелді. ЕО-ның F-газ ережесіне (EC № 517/2014) сәйкес R134a-ны жаңа тоңазытқыш жабдықта пайдалану 2020 жылдан бастап қысқартылды, әрі қарай қысқарту жоспарлануда. Ол ескі тоңазытқыштарда жиі кездеседі, бірақ жаңа үлгілерде төмен GWP баламаларымен ауыстырылады.

Қиындықтар: жоғары GWP ұзақ мерзімді өміршеңдігін шектейді; табиғи салқындатқыштарға қарағанда тиімділігі төмен.

2. R600a (изобутан)

Химиялық түрі: Таза көмірсутек (НС, мұнай/газдан алынатын «табиғи хладагент»)

Негізгі сипаттамалары:

• ODP: 0 (озонға қауіпсіз)
• GWP: 3 (климаттық әсер шамалы – қол жетімді ең төмен көрсеткіштердің бірі)
• ASHRAE қауіпсіздік класы: A3 (өте тұтанғыш, төмен уыттылық)
• Жұмыс қысымы: төмен (төмен қысымды жүйелерге арналған компрессорларды қажет етеді)
• Үйлесімділік: Минералды маймен немесе алкилбензол (AB) майлау материалдарымен (POE/PAG емес) жұмыс істейді.

Өнімділік және қолданбалар:

R600a қазір Еуропа мен Солтүстік Америкадағы заманауи тұрмыстық тоңазытқыштардағы басым хладагент болып табылады. Оның жоғары салқындату тиімділігі (COP R134a-дан 5–10% жоғары) EO Energy Label және АҚШ ENERGY STAR® стандарттарына сәйкес келетін қуат тұтынуды азайтады. Оның төмен GWP сонымен қатар оны шығарындылардың қатаң ережелеріне толығымен сәйкес етеді.

Қауіпсіздік және орнату мәселелері:

Тұтанғыштық R600a-ның басты мәселесі болып табылады. Тәуекелді азайту үшін өндірушілер оның тоңазытқыштардағы заряд көлемін шектейді (әдетте ≤150 грамм) және жарылыстан қорғалған компоненттерді (мысалы, тығыздалған компрессорлар, ұшқын шығармайтын электр бөліктері) пайдаланады. Концентрленген R600a буы тұтанғыш болғандықтан, техниктер ағып кетуді өңдеу үшін арнайы дайындықты қажет етеді.

Қиындықтар: жоғары тұтанғыштық қауіпсіздікке бағытталған дизайнды және өңдеуді талап етеді; POE/PAG майларымен үйлеспейді.

3. R290 (пропан)

Химиялық түрі: Таза көмірсутек (HC, табиғи хладагент)

Негізгі сипаттамалары:

• ODP: 0 (озонға қауіпсіз)
• GWP: 3 (R600a сияқты, климаттың өте төмен әсері)
• ASHRAE қауіпсіздік класы: A3 (өте тұтанғыш, төмен уыттылық — R600a-ға қарағанда сәл тез тұтанғыш, тұтану энергиясы төмен)
• Жұмыс қысымы: орташа-төмен (R600a-дан жоғары, R134a-дан төмен)
• Үйлесімділік: Минералды маймен немесе AB майлаумен жұмыс істейді.

Өнімділік және қолданбалар:

R290 ерекше салқындату тиімділігін ұсынады - оның COP R134a қарағанда 10–15% жоғары, бұл оны энергияны үнемдейтін тоңазытқыштар үшін өте қолайлы етеді. Ол шағын және орта тұрмыстық тоңазытқыштарда, шағын тоңазытқыштарда және кейбір коммерциялық дисплей салқындатқыштарында (заряд мөлшері шектеулі) қолданылады. ЕО сияқты аймақтарда ол жаңа үлгілерде R134a үшін тікелей ауыстыру ретінде жиі қабылданады.

Қауіпсіздік және нормативтік күйі:

R600a сияқты, R290 тұтанғыштығы қатаң қауіпсіздік шараларын талап етеді: зарядтау шектеулері (тұрмыстық тоңазытқыштар үшін ≤150 грамм), ағып кетуді анықтау жүйелері және тоңазытқыштың ішіндегі жанбайтын материалдар. Ол ЕО-ның F-Gas ережесіне және АҚШ-тың EPA SNAP талаптарына толығымен сәйкес келеді, GWP төмен болғандықтан кезең-кезеңімен төмендету жоспарлары жоқ.

Қиындықтар: R600a қарағанда жоғары тұтанғыштық; Өндіріс кезінде қатаң қауіпсіздік сынақтарын қажет етеді.

4. R404a (R125, R134a, R143a қоспасы)

Химиялық түрі: жақын азеотропты HFC қоспасы (бір хладагенттің қасиеттерін еліктеу үшін бірнеше HFC араласады)

Негізгі сипаттамалары:

• ODP: 0 (озонға қауіпсіз)
• GWP: 3,922 (өте жоғары — климатқа ең әсер ететін салқындатқыш агенттердің бірі)
• ASHRAE қауіпсіздік класы: A1 (жанғыш емес, уыттылығы төмен)
• Жұмыс қысымы: жоғары (төмен температуралық жүйелер үшін оңтайландырылған)
• Үйлесімділік: POE майлау материалдарымен жұмыс істейді.

Өнімділік және қолданбалар:

R404a бір кездері коммерциялық тоңазытқыштың алтын стандарты болды, оның ішінде мұздатқыштар, супермаркет витриналары және -20 ° C пен -40 ° C аралығында жұмыс істейтін өнеркәсіптік тоңазытқыштар. Оның жоғары салқындату сыйымдылығы және төмен температурадағы тұрақтылығы оны осы қолданбалар үшін өте қолайлы етті.

Нормативтік және экологиялық күйі:

R404a өте жоғары GWP оның Еуропа мен Солтүстік Америкада толықтай дерлік жойылуына әкелді. ЕО F-Gas ережесіне сәйкес оны жаңа жабдықта пайдалануға 2020 жылы тыйым салынды және оның импорты/экспорты қатаң шектелді. АҚШ-та EPA R404a-ны «жоғары GWP субстанциясы» ретінде көрсетті және жаңа жүйелерде төмен GWP баламаларымен (мысалы, R452A, R513A) ауыстыруды талап етеді. Ол ескі коммерциялық тоңазытқыштарда қалады, бірақ қайта жаңарту арқылы жойылуда.

Қиындықтар: тыйым салатын GWP; заманауи баламалармен салыстырғанда төмен энергия тиімділігі; климаттың өзгеруіне айтарлықтай үлес қосады.

5. R507 (R125 және R143a қоспасы)

Химиялық түрі: азеотропты HFC қоспасы (таза хладагент сияқты бір температурада қайнайтын/конденсацияланатын қоспалар)

Негізгі сипаттамалары:

• ODP: 0 (озонға қауіпсіз)
• GWP: 3,985 (R404a дерлік бірдей, өте жоғары)
• ASHRAE қауіпсіздік класы: A1 (жанғыш емес, уыттылығы төмен)
• Жұмыс қысымы: жоғары (R404a-дан сәл жоғары)
• Үйлесімділік: POE майлау материалдарымен жұмыс істейді.

Өнімділік және қолданбалар:

R507 -30°C және -50°C аралығында тұрақты салқындату қажет болатын төмен температуралы коммерциялық тоңазытқышқа (мысалы, терең мұздатқыштар, мұздатылған тағамдарды көрсетуге арналған шкафтар) арналған R404a жақын туысы. Оның азеотропты табиғаты ағып кету кезінде құрамдас бөліктерге бөлінбейтінін білдіреді, бұл техникалық қызмет көрсетуді жеңілдетеді — R404a сияқты азеотропты қоспалардан артықшылығы.

Нормативтік және экологиялық күйі:

R404a сияқты, R507 жоғары GWP қатаң ережелерге әкелді. ЕО F-Gas ережесі оны 2020 жылы жаңа жабдықта пайдалануға тыйым салды және АҚШ-тың EPA оны SNAP бойынша «алаңдаушы зат» ретінде белгіледі. Ол коммерциялық қолданбаларда R448A (GWP = 1,387) және R449A (GWP = 1,397) сияқты төмен GWP баламаларымен ауыстырылады.

Қиындықтар: өте жоғары GWP; жаһандық шығарындылар ережелері бойынша ұзақ мерзімді өміршеңдігінің болмауы; бұрынғы жүйелермен шектеледі.

Әр түрлі салқындатқыштардың баға тенденциялары әртүрлі. Бұл 2025 жылдың маусымындағы тренд диаграммасы:

Тоңазытқыш агенттерге салыстырмалы шолу

Төмендегі кестеде бес хладагент арасындағы негізгі айырмашылықтар жинақталып, олардың нақты пайдалану жағдайлары үшін жарамдылығы көрсетілген:

Нормативтік үрдістер және салалық өзгерістер

Жаһандық салқындатқыш агенттер нарығы екі негізгі мақсатпен қозғалады: озонды бұзатын заттарды жою (хладагенттердің көпшілігі үшін қол жеткізіледі) және парниктік газдар шығарындыларын азайту (қазіргі басты назар). Еуропа мен Солтүстік Америкада ережелер төмен GWP опцияларына ауысуды тездетеді:

• ЕО F-Gas ережесі: 2030 жылға қарай HFC тұтынуды 79%-ға қысқартуға міндеттейді (2015 деңгейімен салыстырғанда) және жаңа тоңазытқыш жабдықтарында жоғары GWP салқындатқыш агенттерге (GWP > 2500) тыйым салады.
• US EPA SNAP: Төмен GWP салқындатқыштарды (мысалы, R600a, R290, R452A) көптеген қолданбалар үшін «қолайлы» деп санайды және жаңа жүйелерде жоғары GWP опцияларына (мысалы, R404a, R507) тыйым салады.

Тұтынушылар үшін бұл мынаны білдіреді:

• Жаңа тұрмыстық тоңазытқыштар тек дерлік R600a немесе R290 пайдаланады (төмен GWP және жоғары тиімділікке байланысты).
• Коммерциялық тоңазытқыш үлкен жүйелер үшін төмен GWP қоспаларына (мысалы, R448A, R454C) немесе CO₂ (R744) сияқты табиғи салқындатқыш агенттерге ауысады.
• R134a, R404a немесе R507 пайдаланатын ескі тоңазытқыштар ережелерге сай болу үшін дұрыс тастауды немесе қайта жабдықтауды қажет етеді.

Тоңазытқыш үшін дұрыс салқындатқышты таңдау төрт факторды теңестіруге байланысты: қоршаған ортаға әсер (ODP/GWP), қауіпсіздік (жанғыштық/уыттылық), өнімділік (тиімділік/қысым) және нормативтік талаптарға сәйкестік. Көптеген заманауи қолданбалар үшін:

• R600a және R290 - өте төмен GWP және жоғары тиімділікті (тұтанғыштықты жою үшін қауіпсіздік шараларымен) ұсынатын тұрмыстық тоңазытқыштар үшін ең жақсы таңдау.
• R404a және R507 жаңа жүйелер үшін ескірген, олар қайта жөндеу немесе ауыстыруға дейін бұрынғы коммерциялық жабдықпен шектелген.
• R134a табиғи хладагенттердің пайдасына біртіндеп жойылатын өтпелі опция болып табылады.

Ережелер күшейіп, технология дамыған сайын сала табиғи хладагенттер мен төмен GWP қоспаларына басымдық беруді жалғастырады, бұл тоңазытқыш жүйелердің ұзақ мерзімді перспективада тиімді және тұрақты болуын қамтамасыз етеді. Техникалар мен тұтынушылар үшін осы айырмашылықтар туралы хабардар болу жауапты, сәйкес шешімдер қабылдаудың кілті болып табылады.

Дереккөздер: ASHRAE анықтамалығы — тоңазыту (2021), IPCC алтыншы бағалау есебі (2022), ЕО F-газды реттеу (EC № 517/2014), АҚШ-тың EPA SNAP бағдарламасы (2023).