Ledusskapji un saldētavas kā zemas temperatūras uzglabāšanas iekārtas mājsaimniecības un komerciālai lietošanai ir piedzīvojušas nepārtrauktas aukstumaģentu izvēles iterācijas, kuru centrā ir “saldēšanas efektivitātes pielāgojamība” un “vides normatīvo aktu prasības”. Galvenie veidi un raksturlielumi dažādos posmos ir lielā mērā saskaņoti ar iekārtu vajadzībām.
Agrīnā pamatstraume: CFC aukstumaģentu izmantošana ar “augstu efektivitāti, bet lielu kaitējumu”
No 20. gs. piecdesmitajiem līdz deviņdesmitajiem gadiem R12 (dihlordifluormetāns) bija absolūti galvenais aukstumaģents. Runājot par iekārtu pielāgojamību, R12 termodinamiskās īpašības lieliski atbilda zemas temperatūras uzglabāšanas vajadzībām – ar standarta iztvaikošanas temperatūru -29,8 °C tas varēja viegli izpildīt ledusskapju svaiguma uzglabāšanas nodalījumu (0–8 °C) un saldēšanas nodalījumu (zem -18 °C) temperatūras prasības. Turklāt tam bija ārkārtīgi spēcīga ķīmiskā stabilitāte un lieliska saderība ar vara caurulēm, tērauda korpusiem un minerāleļļām ledusskapju iekšpusē, reti izraisot koroziju vai cauruļu aizsprostojumus, un tas varēja nodrošināt iekārtu kalpošanas laiku vairāk nekā 10 gadus.
R12 ODP vērtība ir 1,0 (ozona slāni noārdošā potenciāla etalons) un GWP vērtība ir aptuveni 8500, padarot to par spēcīgu siltumnīcefekta gāzi. Pēc Monreālas protokola stāšanās spēkā R12 izmantošana jaunražotās saldētavās visā pasaulē kopš 1996. gada ir pakāpeniski aizliegta. Pašlaik tikai dažās vecās iekārtās joprojām ir šādu aukstumaģentu atliekas, un apkopes laikā tās saskaras ar alternatīvu avotu neesamības dilemmu.
Pārejas posms: HCFC aukstumaģentu “daļējas aizstāšanas” ierobežojumi
Lai pārvarētu R12 pakāpeniskas izņemšanas no aprites laiku, dažās komerciālās saldētavās (piemēram, mazos pārtikas veikalu saldētavās) īslaicīgi tika izmantots R22 (difluoromonohlormetāns). Tā priekšrocība ir tā, ka tā termodinamiskā veiktspēja ir tuva R12 veiktspējai, bez nepieciešamības veikt būtiskas izmaiņas saldētavas kompresorā un cauruļvada konstrukcijā, un tā ODP vērtība ir samazināta līdz 0,05, ievērojami vājinot tā ozona slāni noārdošo spēju.
Tomēr arī R22 trūkumi ir acīmredzami: no vienas puses, tā globālās sasilšanas potenciāla vērtība ir aptuveni 1810, kas joprojām pieder pie augsta siltumnīcefekta gāzu satura, kas neatbilst ilgtermiņa vides aizsardzības tendencei; no otras puses, R22 saldēšanas efektivitāte (COP) ir zemāka nekā R12, kas, lietojot to mājsaimniecības ledusskapjos, palielinās enerģijas patēriņu par aptuveni 10–15 %, tāpēc tas nav kļuvis par mājsaimniecības ledusskapju pamatlietojumu. Līdz ar paātrināto HCFC aukstumaģentu lietošanas pārtraukšanu pasaulē 2020. gadā R22 būtībā ir izņemts no lietošanas ledusskapju un saldētavu jomā.
I. Pašreizējie galvenie aukstumaģenti: HFC un zema GWP veidu pielāgošana konkrētam scenārijam
Pašlaik tirgū pieejamo ledusskapju aukstumaģentu izvēle uzrāda "diferenci starp mājsaimniecības un komerciālo lietošanu un līdzsvaru starp vides aizsardzību un izmaksām", galvenokārt iedalot divos galvenajos veidos, pielāgojoties dažādu iekārtu funkcionālajām vajadzībām:
1. Mazas saldētavas: aukstumaģentu “stabila dominance”
R134a (tetrafluoretāns) ir visizplatītākais aukstumaģents mūsdienu ledusskapjiem (īpaši modeļiem ar tilpumu mazāku par 200 l), veidojot vairāk nekā 70 %. Tā galvenās adaptācijas priekšrocības atspoguļojas trīs aspektos: pirmkārt, tas atbilst vides aizsardzības standartiem, tā ODP vērtība ir 0, pilnībā novēršot ozona slāņa bojājumu risku un atbilstot globālo vides noteikumu pamatprasībām; otrkārt, tā termodinamiskā veiktspēja ir piemērota, ar standarta iztvaikošanas temperatūru -26,1 °C, kas kopā ar ledusskapja augstas efektivitātes kompresoru var stabili sasniegt saldētavas nodalījuma temperatūru no -18 °C līdz -25 °C, un tā saldēšanas efektivitāte (COP) ir par 8–12 % augstāka nekā R22, kas var samazināt iekārtas enerģijas patēriņu; treškārt, tam ir uzticama drošība, piederot A1 klases aukstumaģentiem (netoksisks un nedegošs), pat nelielas noplūdes gadījumā tas neradīs drošības apdraudējumu ģimenes videi, un tam ir laba saderība ar plastmasas detaļām un kompresora smēreļļu ledusskapja iekšpusē, ar zemu atteices līmeni.
Turklāt dažos vidējas un augstas klases mājsaimniecības ledusskapjos tiks izmantots R600a (izobutāns, ogļūdeņradis) – dabīgs aukstumaģents, kura ODP vērtība ir 0 un GWP vērtība ir tikai 3, kas ir daudz labāks vides rādītājs nekā R134a, un tā saldēšanas efektivitāte ir par 5–10 % augstāka nekā R134a, kas var vēl vairāk samazināt enerģijas patēriņu. Tomēr R600a pieder pie A3 klases aukstumaģentiem (viegli uzliesmojošs), un, kad tā tilpuma koncentrācija gaisā sasniedz 1,8–8,4 %, tas eksplodēs, nonākot saskarē ar atklātu liesmu. Tāpēc to drīkst izmantot tikai mājsaimniecības ledusskapjos (uzpildes daudzums ir stingri ierobežots līdz 50–150 g, kas ir daudz mazāk nekā komerciālajām iekārtām), un ledusskapim jābūt aprīkotam ar pretnoplūžu noteikšanas ierīcēm (piemēram, spiediena sensoriem) un sprādziendrošiem kompresoriem, kuru izmaksas ir par 15–20 % augstākas nekā R134a modeļiem, tāpēc tas vēl nav pilnībā popularizēts.
2. Komerciālās saldētavas/lielie ledusskapji: zema GWP aukstumaģentu “pakāpeniska iespiešanās”
Komerciālajām saldētavām (piemēram, lielveikalu salu saldētavām) ir augstākas prasības attiecībā uz aukstumaģentu "vides aizsardzību" un "saldēšanas efektivitāti" to lielās ietilpības (parasti vairāk nekā 500 l) un lielās saldēšanas slodzes dēļ. Pašlaik galvenās izvēles ir iedalītas divās kategorijās:
(1) HFC maisījumi: R404A “pielāgošana lielai slodzei”
R404A (pentafluoretāna, difluormetāna un tetrafluoretāna maisījums) ir galvenais aukstumaģents komerciālām zemas temperatūras saldētavām (piemēram, -40°C ātrās sasaldēšanas saldētavām), veidojot aptuveni 60%. Tā priekšrocība ir tā izcilā saldēšanas veiktspēja zemas temperatūras apstākļos – iztvaikošanas temperatūrā -40°C saldēšanas jauda ir par 25%-30% augstāka nekā R134a, kas var ātri apmierināt saldētavu uzglabāšanas vajadzības zemā temperatūrā; un tas pieder pie A1 klases aukstumaģentiem (netoksisks un neuzliesmojošs), ar uzpildes daudzumu līdz pat vairākiem kilogramiem (ievērojami pārsniedzot mājsaimniecības ledusskapju daudzumu), neuztraucoties par uzliesmojamības riskiem, pielāgojoties lielu saldētavu darbībai ar lielu slodzi.
Tomēr pakāpeniski ir kļuvuši redzami R404A trūkumi vides aizsardzībā. Tā GWP vērtība sasniedz pat 3922, kas pieder pie augsta siltumnīcefekta gāzu satura. Pašlaik Eiropas Savienība un citi reģioni ir izdevuši noteikumus, lai ierobežotu tā lietošanu (piemēram, aizliedzot aukstumaģentu ar GWP > 2500 izmantošanu jaunražotās komerciālās saldētavās pēc 2022. gada). Tāpēc R404A pakāpeniski tiek aizstāts ar aukstumaģentiem ar zemu GWP.
(2) Zema GWP veidi: R290 un CO₂ “vides alternatīvas”
Ņemot vērā stingrākus vides noteikumus, R290 (propāns) un CO₂ (R744) ir kļuvušas par arvien populārākām izvēlēm komerciālajām saldētavām, pielāgojoties dažādām vajadzībām dažādos scenārijos:
R290 (propāns): Galvenokārt izmanto mazos komerciālos saldētavās (piemēram, horizontālajos pārtikas veikalu saldētavās). Tā ODP vērtība ir 0, GWP vērtība ir aptuveni 3, ar ārkārtīgi spēcīgu vides aizsardzību; un tā saldēšanas efektivitāte ir par 10–15 % augstāka nekā R404A, kas var samazināt komerciālo saldētavu ekspluatācijas enerģijas patēriņu (komerciālās iekārtas darbojas vairāk nekā 20 stundas dienā, un enerģijas patēriņa izmaksas veido lielu daļu). Tomēr R290 pieder pie A3 klases aukstumaģentiem (viegli uzliesmojošs), un uzpildes daudzums ir stingri jākontrolē 200 g robežās (tāpēc tas ir paredzēts tikai maziem pārtikas veikaliem). Turklāt saldētavai jāizmanto sprādziendroši kompresori, pretnoplūdes cauruļvadi (piemēram, vara-niķeļa sakausējuma caurules) un ventilācijas un siltuma izkliedes konstrukcijas. Pašlaik tā īpatsvars Eiropas pārtikas veikalu saldētavās ir pārsniedzis 30 %.
CO₂ (R744)Galvenokārt izmanto īpaši zemas temperatūras komerciālās saldētavās (piemēram, -60°C bioloģisko paraugu saldētavās). Tās standarta iztvaikošanas temperatūra ir -78,5°C, kas ļauj nodrošināt īpaši zemas temperatūras uzglabāšanu bez sarežģītas kaskādes saldēšanas sistēmas; tās ODP vērtība ir 0 un GWP vērtība ir 1, kas nodrošina neaizstājamu vides aizsardzību, tā nav toksiska un nedegoša, ar labāku drošību nekā R290. Tomēr CO₂ ir zema kritiskā temperatūra (31,1°C). Kad apkārtējās vides temperatūra pārsniedz 25°C, ir nepieciešama "transkritiskā cikla" tehnoloģija, kā rezultātā saldētavas kompresora spiediens sasniedz pat 10-12MPa, kas prasa izmantot augstas stiprības nerūsējošā tērauda cauruļvadus un augstspiediena kompresorus, kuru izmaksas ir par 30%-40% augstākas nekā R404A saldētavām. Tāpēc pašlaik to galvenokārt izmanto situācijās ar ārkārtīgi augstām vides aizsardzības prasībām un zemu temperatūru (piemēram, medicīnas un zinātniskās pētniecības saldētavās).
II. Aukstumaģentu nākotnes tendences: Zems globālās sasilšanas potenciāls un augsta drošība kļūst par galvenajiem virzieniem
Apvienojumā ar globālajiem vides noteikumiem (piemēram, ES F-gāzu regulu, Ķīnas Monreālas protokola īstenošanas plānu) un iekārtu tehnoloģiju modernizāciju, ledusskapju un saldētavu aukstumaģentiem nākotnē būs trīs galvenās tendences:
Mājsaimniecības ledusskapjiR600a pakāpeniski aizstāj R134a — attīstoties pretnoplūdes un sprādziendrošām tehnoloģijām (piemēram, jaunām blīvēšanas sloksnēm, automātiskām noplūdes pārtraukšanas ierīcēm), R600a izmaksas pakāpeniski samazināsies (paredzams, ka nākamo 5 gadu laikā izmaksas samazināsies par 30%), un tiks izceltas tā priekšrocības, piemēram, augstā vides aizsardzība un augstā saldēšanas efektivitāte. Paredzams, ka līdz 2030. gadam R600a īpatsvars mājsaimniecības ledusskapjos pārsniegs 50%, aizstājot R134a kā galveno produktu.
Komerciālās saldētavasCO₂ un HFO maisījumu “divvirzienu attīstība” – īpaši zemas temperatūras komerciālajām saldētavām (zem -40°C) CO₂ tehniskā brieduma pakāpe turpinās uzlaboties (piemēram, augstas efektivitātes transkritiskā cikla kompresori), un izmaksas pakāpeniski samazināsies, un paredzams, ka līdz 2028. gadam to īpatsvars pārsniegs 40%; vidējas temperatūras komerciālajām saldētavām (no -25°C līdz -18°C) par galveno kļūs R454C (HFO un HFC maisījums, GWP≈466), kura saldēšanas veiktspēja būs tuva R404A veiktspējai un kas piederēs A2L klases aukstumaģentiem (zema toksicitāte un zema uzliesmojamība), bez stingriem ierobežojumiem attiecībā uz pildījuma daudzumu, līdzsvarojot vides aizsardzību un praktiskumu.
Uzlaboti drošības standartiNo “pasīvās aizsardzības” līdz “aktīvai uzraudzībai” – neatkarīgi no mājsaimniecības vai komerciālā aprīkojuma, nākotnes aukstumaģentu sistēmas parasti būs aprīkotas ar “inteliģentas noplūdes uzraudzības + automātiskas avārijas apstrādes” funkcijām (piemēram, lāzera noplūdes sensoriem mājsaimniecības ledusskapjiem, koncentrācijas trauksmes signāliem un ventilācijas savienojuma ierīcēm komerciālajām saldētavām), jo īpaši attiecībā uz viegli uzliesmojošiem aukstumaģentiem, piemēram, R600a un R290, lai ar tehnisku līdzekļu palīdzību novērstu iespējamos drošības apdraudējumus un veicinātu zema GWP aukstumaģentu visaptverošu popularizēšanu.
III. Pamatscenāriju saskaņošanas prioritāte
Izvēloties ledusskapju dzesētājvielas dažādu lietotāju vajadzībām, var ievērot šādus principus:
Mājsaimniecības lietotāji: Priekšroka tiek dota R600a modeļiem (līdzsvarojot vides aizsardzību un enerģijas taupīšanu) – ja budžets atļauj (par 200–500 juaņām augstāks nekā R134a modeļiem), priekšroka jādod ledusskapjiem, kas apzīmēti ar “R600a aukstumaģents”. To enerģijas patēriņš ir par 8–12 % mazāks nekā R134a modeļiem, un tie ir videi draudzīgāki; pēc iegādes jāpievērš uzmanība tam, lai ledusskapja aizmugure (kur atrodas kompresors) neatrastos atklātas liesmas tuvumā, un regulāri jāpārbauda durvju blīvējumu hermētiskums, lai samazinātu noplūdes risku.
Komerciālie lietotāji:Izvēlieties atbilstoši temperatūras vajadzībām (līdzsvarojot izmaksas un vides aizsardzību) – vidējas temperatūras saldētavām (piemēram, pārtikas veikalu saldētavām) var izvēlēties R290 modeļus ar zemākām ilgtermiņa ekspluatācijas enerģijas patēriņa izmaksām; īpaši zemas temperatūras saldētavām (piemēram, ātrās sasaldēšanas iekārtām), ja budžets ir pietiekams, priekšroka dodama CO₂ modeļiem, kas atbilst vides noteikumu tendencēm un ļauj izvairīties no pakāpeniskas izņemšanas no aprites riska nākotnē; ja īstermiņa izmaksu jutīgums rada bažas, kā pārejas posmu var izvēlēties R454C modeļus, līdzsvarojot veiktspēju un vides aizsardzību.
Apkope un nomaiņaStingri ievērojiet sākotnējo aukstumaģenta tipu — veicot vecu ledusskapju un saldētavu apkopi, patvaļīgi nemainiet aukstumaģenta tipu (piemēram, neaizstājiet R134a ar R600a), jo dažādiem aukstumaģentiem ir atšķirīgas prasības kompresora smēreļļai un cauruļvada spiedienam. Jaukta lietošana var sabojāt kompresoru vai izraisīt saldēšanas sistēmas atteici. Lai pievienotu aukstumaģentus atbilstoši iekārtas datu plāksnītē norādītajam tipam, ir jāsazinās ar speciālistiem.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 29. augusts Skatījumi: