Šaldytuvų ir šaldiklių, kaip žemos temperatūros laikymo įrangos, skirtos naudoti buityje ir komerciniais tikslais, šaldymo agentų pasirinkimas nuolat keitėsi, atsižvelgiant į „šaldymo efektyvumo pritaikomumą“ ir „aplinkosaugos reguliavimo reikalavimus“. Pagrindiniai tipai ir charakteristikos skirtinguose etapuose labai atitinka įrangos poreikius.
Ankstyvasis platinimas: CFC šaltnešių, pasižyminčių „dideliu efektyvumu, bet didele žala“, naudojimas
Nuo šeštojo iki dešimtojo dešimtmečio R12 (dichlorodifluormetanas) buvo absoliučiai pagrindinis šaltnešis. Kalbant apie įrangos pritaikomumą, termodinaminės R12 savybės puikiai atitiko žemos temperatūros laikymo poreikius – esant standartinei -29,8 °C garavimo temperatūrai, jis lengvai atitiko šaldytuvo šviežio maisto laikymo skyrių (0–8 °C) ir šaldymo skyrių (žemesnė nei -18 °C) temperatūros reikalavimus. Be to, jis pasižymėjo itin dideliu cheminiu stabilumu ir puikiu suderinamumu su variniais vamzdžiais, plieniniais korpusais ir mineralinėmis tepimo alyvomis šaldytuvų viduje, retai sukeldamas koroziją ar vamzdžių užsikimšimą, ir galėjo užtikrinti įrangos tarnavimo laiką ilgiau nei 10 metų.
R12 ODP vertė yra 1,0 (ozono sluoksnį ardančio potencialo etalonas), o GWP vertė – maždaug 8500, todėl tai yra stiprios šiltnamio efektą sukeliančios dujos. Įsigaliojus Monrealio protokolui, nuo 1996 m. visame pasaulyje palaipsniui uždrausta naudoti R12 naujai pagamintuose šaldikliuose. Šiuo metu tik kai kuriuose senuose įrenginiuose vis dar yra tokių šaldymo agentų likučių, o techninės priežiūros metu susiduriama su dilema, kad nėra alternatyvių šaltinių.
Pereinamasis etapas: „Dalinio pakeitimo“ HCFC šaltnešiais apribojimai
Siekiant pereiti prie laipsniško R12 atsisakymo, R22 (difluoromonochlormetanas) kažkada trumpai buvo naudojamas kai kuriuose komerciniuose šaldikliuose (pvz., mažų parduotuvių šaldikliuose). Jo privalumas yra tas, kad jo termodinaminės charakteristikos yra artimos R12 savybėms, nereikia atlikti reikšmingų šaldiklio kompresoriaus ir vamzdyno konstrukcijos modifikacijų, o jo ODP vertė sumažinama iki 0,05, o tai žymiai sumažina jo ozono sluoksnį ardantį pajėgumą.
Tačiau akivaizdūs ir R22 trūkumai: viena vertus, jo GWP vertė yra apie 1810, vis dar priskiriama prie didelių šiltnamio efektą sukeliančių dujų, o tai neatitinka ilgalaikės aplinkos apsaugos tendencijos; kita vertus, R22 šaldymo efektyvumas (COP) yra mažesnis nei R12, todėl naudojant buitiniuose šaldytuvuose energijos suvartojimas padidės apie 10–15 %, todėl jis netapo pagrindiniu buitiniuose šaldytuvuose. 2020 m., kai visame pasaulyje buvo paspartintas HCFC šaldymo agentų atsisakymas, R22 iš esmės nebenaudojamas šaldytuvų ir šaldiklių srityje.
I. Dabartiniai pagrindiniai šaltnešiai: HFC ir mažo GWP tipų pritaikymas konkrečiam scenarijui
Šiuo metu rinkoje esančių šaldytuvų šaldymo agentų pasirinkimas pasižymi „skirtumu tarp buitinio ir komercinio naudojimo bei aplinkos apsaugos ir sąnaudų pusiausvyros“ savybėmis, kurios daugiausia skirstomos į du pagrindinius tipus, pritaikant juos prie skirtingos įrangos funkcinių poreikių:
1. Maži šaldikliai: šaltnešių „stabilus dominavimas“
R134a (tetrafluoretanas) yra labiausiai paplitęs šaltnešis dabartiniuose šaldytuvuose (ypač modeliuose, kurių talpa mažesnė nei 200 l), sudarantis daugiau nei 70 %. Pagrindiniai jo pritaikymo privalumai atsispindi trijuose aspektuose: pirma, jis atitinka aplinkos apsaugos standartus, jo ODP vertė yra 0, todėl visiškai panaikinama ozono sluoksnio pažeidimo rizika ir laikomasi pagrindinių pasaulinių aplinkosaugos reglamentų reikalavimų; antra, jo termodinaminės charakteristikos yra tinkamos, standartinė garavimo temperatūra yra -26,1 °C, todėl kartu su didelio efektyvumo šaldytuvo kompresoriumi galima stabiliai pasiekti šaldymo skyriaus temperatūrą nuo -18 °C iki -25 °C, o jo šaldymo efektyvumas (COP) yra 8–12 % didesnis nei R22, todėl galima sumažinti įrangos energijos suvartojimą; trečia, jis yra patikimai saugus, priklausantis A1 klasės šaltnešiams (netoksiškas ir nedegus), net ir nedidelio nuotėkio atveju jis nekelia pavojaus šeimos aplinkai ir gerai suderinamas su plastikinėmis dalimis ir kompresoriaus tepimo alyva šaldytuvo viduje, todėl gedimų dažnis yra mažas.
Be to, kai kuriuose vidutinės ir aukštos klasės buitiniuose šaldytuvuose bus naudojamas R600a (izobutanas, angliavandenilis) – natūralus šaltnešis, kurio ODP vertė yra 0, o GWP vertė – tik 3, todėl jis pasižymi daug geresniu aplinkosauginiu veiksmingumu nei R134a, o jo šaldymo efektyvumas yra 5–10 % didesnis nei R134a, todėl galima dar labiau sumažinti energijos suvartojimą. Tačiau R600a priklauso A3 klasės šaltnešiams (labai degus), ir kai jo tūrio koncentracija ore pasiekia 1,8–8,4 %, jis sprogsta, kai yra veikiamas atviros liepsnos. Todėl jį galima naudoti tik buitiniuose šaldytuvuose (užpildymo kiekis griežtai ribojamas iki 50 g–150 g, tai yra daug mažiau nei komercinėje įrangoje), o šaldytuve turi būti įrengti apsaugos nuo nuotėkio aptikimo įtaisai (pvz., slėgio jutikliai) ir sprogimui atsparūs kompresoriai, kurių kaina yra 15–20 % didesnė nei R134a modelių, todėl jis dar nėra iki galo išpopuliarėjęs.
2. Komerciniai šaldikliai / dideli šaldytuvai: mažo GWP šaldymo agentų „laipsniškas skverbimasis“
Komerciniams šaldikliams (pvz., prekybos centrų salų tipo šaldikliams) keliami aukštesni „aplinkos apsaugos“ ir „šaldymo efektyvumo“ reikalavimai šaldymo agentams dėl didelės talpos (paprastai daugiau nei 500 l) ir didelės šaldymo apkrovos. Šiuo metu pagrindiniai pasirinkimai skirstomi į dvi kategorijas:
(1) HFC mišiniai: R404A „didelės apkrovos pritaikymas“
R404A (pentafluoretano, difluormetano ir tetrafluoretano mišinys) yra pagrindinis šaltnešis komerciniuose žemos temperatūros šaldikliuose (pvz., -40 °C greito užšaldymo šaldikliuose), sudarantis apie 60 %. Jo privalumas yra tas, kad jo šaldymo našumas žemos temperatūros sąlygomis yra puikus – esant -40 °C garavimo temperatūrai, šaldymo našumas yra 25–30 % didesnis nei R134a, kuris gali greitai patenkinti šaldiklių laikymo žemoje temperatūroje poreikius; be to, jis priklauso A1 klasės šaltnešiams (netoksiškas ir nedegus), kurio užpildo kiekis gali siekti iki kelių kilogramų (gerokai didesnis nei buitinių šaldytuvų), todėl nereikia nerimauti dėl degumo rizikos ir jis prisitaiko prie didelių šaldiklių veikimo esant didelei apkrovai.
Tačiau pamažu išryškėjo R404A aplinkosaugos trūkumai. Jo GWP vertė siekia net 3922, todėl jis priskiriamas prie daug šiltnamio efektą sukeliančių dujų išskiriančių dujų. Šiuo metu Europos Sąjunga ir kiti regionai yra išleidę reglamentus, ribojančius jo naudojimą (pvz., po 2022 m. draudžiama naudoti šaltnešius, kurių GWP > 2500, naujai pagamintuose komerciniuose šaldikliuose). Todėl R404A palaipsniui keičiamas mažai GWP turinčiais šaltnešiais.
(2) Mažo GWP tipai: R290 ir CO₂ „aplinkai palankios alternatyvos“
Griežtėjant aplinkosaugos reglamentams, R290 (propanas) ir CO₂ (R744) tapo nauju pasirinkimu komerciniams šaldikliams, prisitaikant prie skirtingų poreikių skirtingose situacijose:
R290 (propanas): Daugiausia naudojamas mažuose komerciniuose šaldikliuose (pvz., horizontaliuose šaldikliuose, skirtuose parduotuvėms). Jo ODP vertė yra 0, GWP vertė yra apie 3, todėl pasižymi itin stipria aplinkos apsauga; o šaldymo efektyvumas yra 10–15 % didesnis nei R404A, todėl gali sumažėti komercinių šaldiklių eksploatacinės energijos sąnaudos (komercinė įranga veikia daugiau nei 20 valandų per dieną, o energijos suvartojimo sąnaudos sudaro didelę dalį). Tačiau R290 priklauso A3 klasės šaltnešiams (labai degūs), todėl užpildo kiekis turi būti griežtai kontroliuojamas iki 200 g (todėl jis skirtas tik mažiems šaldikliams). Be to, šaldiklyje turi būti naudojami sprogimui atsparūs kompresoriai, nuotėkio vamzdynai (pvz., vario ir nikelio lydinio vamzdžiai) ir ventiliacijos bei šilumos išsklaidymo konstrukcijos. Šiuo metu jo dalis Europos parduotuvių šaldikliuose viršija 30 %.
CO₂ (R744): Daugiausia naudojamas itin žemos temperatūros komerciniuose šaldikliuose (pvz., -60 °C biologinių mėginių šaldikliuose). Standartinė jo garavimo temperatūra yra -78,5 °C, todėl galima laikyti itin žemoje temperatūroje be sudėtingos kaskadinės šaldymo sistemos; jo ODP vertė yra 0, o GWP vertė – 1, todėl jis pasižymi nepakeičiama aplinkos apsauga, yra netoksiškas ir nedegus, saugesnis nei R290. Tačiau CO₂ kritinė temperatūra yra žema (31,1 °C). Kai aplinkos temperatūra viršija 25 °C, reikalinga „transkritinio ciklo“ technologija, dėl kurios šaldiklio kompresoriaus slėgis siekia 10–12 MPa, todėl reikia naudoti didelio stiprumo nerūdijančio plieno vamzdynus ir aukštam slėgiui atsparius kompresorius, o jų kaina yra 30–40 % didesnė nei R404A šaldiklių. Todėl šiuo metu jis daugiausia naudojamas tais atvejais, kai keliami itin aukšti aplinkos apsaugos ir žemos temperatūros reikalavimai (pvz., medicininių ir mokslinių tyrimų šaldikliai).
II. Būsimos šaltnešių tendencijos: mažas GWP ir didelis saugumas tampa pagrindinėmis kryptimis
Kartu su pasauliniais aplinkosaugos reglamentais (pvz., ES F-dujų reglamentu, Kinijos Monrealio protokolo įgyvendinimo planu) ir įrangos technologijų atnaujinimais, šaldytuvų ir šaldiklių šaldymo agentai ateityje turės tris pagrindines tendencijas:
Buitiniai šaldytuvaiR600a palaipsniui keičia R134a – tobulėjant apsaugos nuo nuotėkio ir sprogimo technologijoms (pvz., naujoms sandarinimo juostelėms, automatiniams nuotėkio nutraukimo įtaisams), R600a kaina palaipsniui mažės (tikimasi, kad per ateinančius 5 metus ji sumažės 30 %), o išryškės jo privalumai – aukšta aplinkos apsauga ir didelis šaldymo efektyvumas. Tikimasi, kad iki 2030 m. R600a dalis buitiniuose šaldytuvuose viršys 50 % ir pakeis R134a kaip pagrindinę naudojamą priemonę.
Komerciniai šaldikliaiCO₂ ir HFO mišinių „dvigubas vystymas“ – itin žemos temperatūros komerciniams šaldikliams (žemesnėms nei -40 °C) CO₂ techninis brandumas toliau gerės (pvz., didelio efektyvumo transkritinio ciklo kompresoriai), o kaina palaipsniui mažės ir iki 2028 m. tikimasi, kad jų dalis viršys 40 %; vidutinės temperatūros komerciniams šaldikliams (nuo -25 °C iki -18 °C) pagrindiniu taps R454C (HFO ir HFC mišinys, GWP ≈466), kurio šaldymo našumas bus artimas R404A ir kuris priklausys A2L klasės šaltnešiams (mažas toksiškumas ir mažas degumas), be griežtų užpildo kiekio apribojimų, suderinant aplinkos apsaugą ir praktiškumą.
Patobulinti saugos standartaiNuo „pasyvios apsaugos“ iki „aktyvaus stebėjimo“ – nepriklausomai nuo buitinės ar komercinės įrangos, ateities šaltnešių sistemos paprastai bus aprūpintos „išmaniojo nuotėkio stebėjimo + automatinio avarinio apdorojimo“ funkcijomis (pvz., lazeriniais nuotėkio jutikliais buitiniams šaldytuvams, koncentracijos signalizacijomis ir ventiliacijos jungiamaisiais įtaisais komerciniams šaldikliams), ypač degiems šaltnešiams, tokiems kaip R600a ir R290, siekiant techninėmis priemonėmis pašalinti galimus pavojus saugai ir skatinti visapusišką mažo visuotinio atšilimo potencialo šaltnešių populiarinimą.
III. Pagrindinių scenarijų atitikimo prioritetas
Renkantis šaldytuvų šaldymo agentus, atsižvelgiant į skirtingų vartotojų poreikius, galima laikytis šių principų:
Namų ūkių vartotojams: Pirmenybė teikiama R600a modeliams (subalansuojant aplinkos apsaugą ir energijos taupymą) – jei biudžetas leidžia (200–500 juanių daugiau nei R134a modeliuose), pirmenybė turėtų būti teikiama šaldytuvams, pažymėtiems „R600a šaltnešiu“. Jų energijos suvartojimas yra 8–12 % mažesnis nei R134a modelių, be to, jie yra ekologiškesni; įsigijus šaldytuvą, reikėtų atkreipti dėmesį į tai, kad šaldytuvo galinė dalis (kur yra kompresorius) nebūtų arti atviros liepsnos, ir reguliariai tikrinti durelių sandariklių sandarumą, kad sumažėtų nuotėkio rizika.
Komerciniai vartotojai:Rinkitės pagal temperatūros poreikius (subalansuodami sąnaudas ir aplinkos apsaugą) – vidutinės temperatūros šaldikliams (pvz., mažų parduotuvių šaldikliams) galima rinktis R290 modelius, kurie pasižymi mažesnėmis ilgalaikėmis eksploatavimo energijos sąnaudomis; itin žemos temperatūros šaldikliams (pvz., greito užšaldymo įrangai), jei biudžetas pakankamas, pirmenybė teikiama CO₂ modeliams, kurie atitinka aplinkosaugos reglamentų tendencijas ir leidžia išvengti laipsniško atsisakymo rizikos ateityje; jei susirūpinimą kelia trumpalaikis jautrumas sąnaudoms, kaip pereinamąjį variantą galima rinktis R454C modelius, kurie suderina našumą ir aplinkos apsaugą.
Priežiūra ir keitimasGriežtai naudokite originalų šaltnešio tipą – prižiūrint senus šaldytuvus ir šaldiklius, savavališkai nekeiskite šaltnešio tipo (pvz., nekeiskite R134a į R600a), nes skirtingi šaltnešiai turi skirtingus reikalavimus kompresoriaus tepimo alyvai ir vamzdyno slėgiui. Mišrus naudojimas gali sugadinti kompresorių arba sukelti šaldymo sistemos gedimą. Būtina susisiekti su specialistais, kad būtų papildyta šaltnešio rūšis pagal įrangos etiketėje nurodytą tipą.
Įrašo laikas: 2025-08-29 Peržiūros: