Хөргөгчинд зориулсан хөргөлтийн бодисын төрлүүдийн ялгааг ойлгох нь

Орчин үеийн хөргөлтийн тоног төхөөрөмж нь хүнс хадгалахад зайлшгүй шаардлагатай боловч R134a, R290, R404a, R600a, болон R507 зэрэг хөргөлтийн бодисууд нь хэрэглээний хувьд мэдэгдэхүйц ялгаатай байдаг. R290 нь хөргөгчинд хадгалагддаг ундааны шүүгээнд түгээмэл хэрэглэгддэг бол R143a нь жижиг шар айрагны шүүгээнд түгээмэл хэрэглэгддэг. R600a нь ихэвчлэн тусгай хөлдөөх төхөөрөмжид зориулагдсан байдаг.

Хөргөгч бодис нь хөргөлтийн системийн амин сүнс бөгөөд хөргөгчинд дулааныг шингээж, доторх сэрүүн температурыг хадгалах боломжийг олгодог. Гэсэн хэдий ч бүх хөргөгч бодис адилхан бүтээгддэггүй - тэдгээрийн химийн найрлага, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөө, аюулгүй байдлын үзүүлэлт, гүйцэтгэл нь мэдэгдэхүйц ялгаатай байдаг. Европ болон Хойд Америкийн хэрэглэгчид, техникчид болон салбарын мэргэжилтнүүдийн хувьд эдгээр ялгааг ойлгох нь чухал бөгөөд ялангуяа хүлэмжийн хийн ялгарлыг бууруулах, озоны давхаргыг хамгаалах хатуу зохицуулалтын шаардлага байгаа үед чухал юм.

Хөргөгч бодисын үнэлгээний үндсэн шалгуурууд

Хөргөгчний төрлүүдийг нарийвчлан авч үзэхээсээ өмнө хөргөгчийн хэрэглээнд хамгийн чухал үзүүлэлтүүдийг тодорхойлох нь чухал юм. Эдгээр шалгуурыг HVAC/R (Халаалт, Агааржуулалт, Агааржуулагч, Хөргөлт) салбарт нийтээр хүлээн зөвшөөрдөг бөгөөд дэлхий даяар зохицуулалтын шийдвэрийг тодорхойлдог.

• ODP (Озоны давхаргын хомсдолын потенциал): Тухайн бодис озоны давхаргыг хэр их гэмтээж байгааг хэмжих хэмжүүр. Стандарт үзүүлэлт нь R11 (одоо хориглогдсон хөргөлтийн бодис) бөгөөд ODP нь 1 байна. 0 гэсэн үнэлгээ нь хөргөлтийн бодис нь озоны давхаргыг хомсдуулах нөлөөгүй гэсэн үг юм.
• Дэлхийн дулаарлын боломжит хэмжээ (GWP): Тухайн бодисын 100 жилийн хугацаанд уур амьсгалын өөрчлөлтөд оруулсан хувь нэмрийг нүүрстөрөгчийн давхар исэлтэй (CO₂, GWP = 1) харьцуулсан хэмжүүр. GWP-ийн доод утгыг Европын Холбооны F-Хийн зохицуулалт болон АНУ-ын Байгаль орчныг хамгаалах агентлагийн SNAP (Шинэ хувилбаруудын чухал бодлого) зэрэг журмын дагуу нэн тэргүүнд тавьдаг.
• ASHRAE аюулгүй байдлын ангилал: Хөргөгчийг шатамхай чанар (1-р ангилал: шатамхай биш; 2L ангилал: бага зэрэг шатамхай; 2-р ангилал: шатамхай; 3-р ангилал: маш шатамхай) болон хоруу чанар (А ангилал: бага хоруу чанар; Б ангилал: өндөр хоруу чанар)-аар нь ангилдаг стандарт (ASHRAE 34-2022). Ихэнх хөргөгчний хөргөгч нь А ангилалд багтдаг.
• Термодинамикийн гүйцэтгэл: Хөргөлтийн үр ашиг (COP буюу Гүйцэтгэлийн коэффициент, өндөр = илүү үр ашигтай), ажиллах даралт (хөргөгчний компрессорын загвартай тохирч байх ёстой) болон температурын хүрээ (дунд зэргийн температуртай хөргөгч эсвэл бага температуртай хөлдөөгчид тохиромжтой) багтана.
• Тохиромжтой байдал: Системийн эвдрэлээс зайлсхийхийн тулд хөргөгчийн компрессорын тослох материал (жишээ нь, эрдэс тос, POE тос) болон материалуудтай (жишээ нь, битүүмжлэл, хоолой) ажилладаг.

Хөргөлтийн бодисын бие даасан шинжилгээ

Хөргөгч бүр өөрийн гэсэн давуу болон сул талуудтай тул ахуйн хөргөгчнөөс эхлээд арилжааны хөлдөөгч хүртэл тодорхой хэрэглээнд тохиромжтой. Доор төрөл бүрийн дэлгэрэнгүй задаргааг харуулав.

1. R134a (Тетрафторэтан)

Химийн төрөл: Цэвэр гидрофторокарбон (HFC)

Гол үзүүлэлтүүд:

• ODP: 0 (озонд аюулгүй)
• ДНБ: 1,430 (IPCC-ийн зургаа дахь үнэлгээний тайлангийн дагуу, 100 жилийн хугацаатай)
• ASHRAE аюулгүй байдлын ангилал: A1 (шатамхай бус, хоруу чанар багатай)
• Ашиглалтын даралт: Дунд зэрэг (бусад хөргөлтийн бодисуудтай харьцуулахад)
• Тохиромжтой байдал: POE (полиол эфир) эсвэл PAG (полиалкилен гликол) тослох материалуудтай ажилладаг.

Гүйцэтгэл ба хэрэглээ:

R134a нь 1990-ээд онд R12 (өндөр ODP-тэй CFC, одоо Монреалын протоколоор хориглогдсон)-ийг орлох зорилгоор гарч ирсэн. Энэ нь шатамхай бус шинж чанартай, одоо байгаа системд хялбархан нэгтгэгддэг тул ахуйн хөргөгч, жижиг ундааны хөргөгч, зөөврийн хөргөгчний гол хэрэглээ болсон. Хөргөлтийн үр ашиг (COP) нь дунд зэрэг бөгөөд хөргөгчийн стандарт температурт (шинэхэн тасалгаанд 2-8°C, хөлдөөгчийн хувьд -18°C) хангалттай боловч R600a зэрэг байгалийн хөргөгчнөөс бага байдаг.

Зохицуулалт ба Байгаль орчны байдал:

R134a нь озоны давхаргад аюулгүй боловч өндөр GWP нь Европ болон Хойд Америкт хязгаарлалтад хүргэсэн. Европын Холбооны F-Gas зохицуулалтын дагуу (EC № 517/2014) 2020 оноос хойш шинэ хөргөлтийн тоног төхөөрөмжид R134a-ийн хэрэглээг аажмаар бууруулж, цаашид бууруулахаар төлөвлөж байна. Энэ нь хуучин хөргөгчинд түгээмэл хэвээр байгаа боловч шинэ загваруудад GWP багатай хувилбаруудаар солигдож байна.

Бэрхшээлүүд: Өндөр GWP нь урт хугацааны амьдрах чадварыг хязгаарладаг; байгалийн хөргөлтийн бодисоос бага үр ашиг.

2. R600a (Изобутан)

Химийн төрөл: Цэвэр нүүрсустөрөгч (HC, газрын тос/хийээс гаргаж авсан "байгалийн хөргөлтийн бодис")

Гол үзүүлэлтүүд:

• ODP: 0 (озонд аюулгүй)
• ДНБ: 3 (уур амьсгалын нөлөөлөл бага - хамгийн бага нөлөөллийн нэг)
• ASHRAE аюулгүй байдлын ангилал: A3 (маш шатамхай, бага хоруу чанартай)
• Ашиглалтын даралт: Бага (бага даралтын системд зориулагдсан компрессор шаардлагатай)
• Тохиромжтой байдал: Ашигт малтмалын тос эсвэл алкилбензол (AB) тослох материалтай (POE/PAG биш) зохицно.

Гүйцэтгэл ба хэрэглээ:

R600a нь одоо Европ болон Хойд Америкийн орчин үеийн ахуйн хөргөгчинд давамгайлсан хөргөлтийн бодис болж байна. Түүний өндөр хөргөлтийн үр ашиг (COP нь R134a-аас 5–10% өндөр) нь эрчим хүчний хэрэглээг бууруулж, Европын Холбооны Эрчим Хүчний Шошго болон АНУ-ын ENERGY STAR® стандартуудтай нийцдэг. Мөн бага GWP нь ялгаруулалтын хатуу зохицуулалтыг бүрэн хангадаг.

Аюулгүй байдал ба суурилуулалтын анхаарах зүйлс:

Шатамхай чанар нь R600a-ийн гол бэрхшээл юм. Эрсдэлийг бууруулахын тулд үйлдвэрлэгчид хөргөгчинд байгаа цэнэгийн хэмжээг хязгаарлаж (ихэвчлэн ≤150 грамм) дэлбэрэлтэд тэсвэртэй эд анги (жишээ нь, битүүмжилсэн компрессор, оч үүсгэдэггүй цахилгаан эд анги) ашигладаг. Төвлөрсөн R600a уур нь шатамхай тул гоожиж буй зүйлийг зохицуулахын тулд техникчид тусгай сургалт шаарддаг.

Бэрхшээлүүд: Өндөр шатамхай чанар нь аюулгүй байдалд чиглэсэн дизайн, ашиглалтыг шаарддаг; POE/PAG тостой нийцэхгүй.

3. R290 (Пропан)

Химийн төрөл: Цэвэр нүүрсустөрөгч (HCl, байгалийн хөргөлтийн бодис)

Гол үзүүлэлтүүд:

• ODP: 0 (озонд аюулгүй)
• ДНХ: 3 (R600a-тай адил, цаг уурын нөлөөлөл маш бага)
• ASHRAE аюулгүй байдлын ангилал: A3 (маш шатамхай, хоруу чанар багатай - R600a-аас арай илүү шатамхай, гал асаах энерги багатай)
• Ашиглалтын даралт: Дунд-бага (R600a-аас өндөр, R134a-аас бага)
• Тохиромжтой байдал: Ашигт малтмалын тос эсвэл AB тослох материалтай тохирно.

Гүйцэтгэл ба хэрэглээ:

R290 нь хөргөлтийн онцгой үр ашгийг санал болгодог бөгөөд түүний COP нь R134a-аас 10-15% өндөр тул эрчим хүчний хэмнэлттэй хөргөлтөд тохиромжтой. Үүнийг жижиг, дунд оврын ахуйн хөргөгч, мини хөргөгч, зарим арилжааны дэлгэцийн хөргөгч (цэнэг хураагуурын хэмжээ хязгаарлагдмал байдаг)-д ашигладаг. Европын Холбоо зэрэг бүс нутгуудад шинэ загваруудад R134a-г шууд орлох зорилгоор улам бүр өргөн хэрэглэгдэж байна.

Аюулгүй байдал ба зохицуулалтын байдал:

R600a-тай адил R290-ийн шатамхай чанар нь хатуу аюулгүй байдлын арга хэмжээ шаарддаг: цэнэгийн хязгаар (ахуйн хөргөгчний хувьд ≤150 грамм), гоожиж илрүүлэх систем, хөргөгчийн дотор талд шатамхай бус материал байх. Энэ нь Европын Холбооны F-Gas зохицуулалт болон АНУ-ын EPA SNAP-тай бүрэн нийцдэг бөгөөд GWP багатай тул шатамхай чанарыг бууруулах төлөвлөгөөгүй.

Бэрхшээлүүд: R600a-аас илүү шатамхай; үйлдвэрлэлийн явцад илүү нарийн аюулгүй байдлын туршилт шаарддаг.

4. R404a (R125, R134a, R143a-ийн холимог)

Химийн төрөл: Ойролцоо азеотроп HFC холимог (дан хөргөлтийн бодисын шинж чанарыг дуурайлган олон HFC-г хольсон)

Гол үзүүлэлтүүд:

• ODP: 0 (озонд аюулгүй)
• Жил бүрийн дундаж агууламж: 3,922 (маш өндөр - уур амьсгалд хамгийн их нөлөөлдөг хөргөлтийн бодисын нэг)
• ASHRAE аюулгүй байдлын ангилал: A1 (шатамхай бус, хоруу чанар багатай)
• Ашиглалтын даралт: Өндөр (бага температурт оновчтой)
• Тохиромжтой байдал: POE тосолгооны материалтай ажилладаг.

Гүйцэтгэл ба хэрэглээ:

R404a нь нэгэн цагт -20°C-аас -40°C-д ажилладаг хөлдөөгч, супермаркетын үзүүлэнгийн хайрцаг, үйлдвэрийн хөргөгч зэрэг арилжааны хөргөлтийн алтан стандарт байсан. Түүний өндөр хөргөх хүчин чадал, бага температурт тогтвортой байдал нь эдгээр хэрэглээнд тохиромжтой болгосон.

Зохицуулалт ба Байгаль орчны байдал:

R404a-ийн хэт өндөр GWP нь Европ болон Хойд Америкт бараг бүрэн хэрэглээг зогсооход хүргэсэн. Европын Холбооны F-Gas журмын дагуу 2020 онд шинэ тоног төхөөрөмжид ашиглахыг хориглосон бөгөөд импорт/экспортыг нь эрс хязгаарласан. АНУ-д EPA нь R404a-г "өндөр GWP-тэй бодис" гэж жагсаасан бөгөөд шинэ системд бага GWP-тэй хувилбарууд (жишээ нь, R452A, R513A)-аар солих шаардлагатай болсон. Энэ нь хуучин арилжааны хөргөгчинд хэвээр байгаа боловч шинэчлэл хийснээр аажмаар хэрэглээг нь зогсоож байна.

Сорилтууд: Хязгаарлагдмал хэмжээний ДНБ; орчин үеийн хувилбаруудтай харьцуулахад эрчим хүчний үр ашиг муу; уур амьсгалын өөрчлөлтөд ихээхэн хувь нэмэр оруулдаг.

5. R507 (R125 ба R143a-ийн холимог)

Химийн төрөл: Азеотроп HFC холимог (цэвэр хөргөлтийн бодис шиг нэг температурт буцалгаж/конденсацладаг холимог)

Гол үзүүлэлтүүд:

• ODP: 0 (озонд аюулгүй)
• Жингийн нийт агууламж: 3,985 (R404a-тай бараг ижил, хэт өндөр)
• ASHRAE аюулгүй байдлын ангилал: A1 (шатамхай бус, хоруу чанар багатай)
• Ашиглалтын даралт: Өндөр (R404a-аас арай өндөр)
• Тохиромжтой байдал: POE тосолгооны материалтай ажилладаг.

Гүйцэтгэл ба хэрэглээ:

R507 нь R404a-ийн ойрын үеэл бөгөөд -30°C-аас -50°C хүртэл тогтмол хөргөх шаардлагатай бага температурт арилжааны хөргөлт (жишээ нь гүн хөлдөөгч, хөлдөөсөн хүнсний дэлгэцийн хайрцаг)-д зориулагдсан. Түүний азеотроп шинж чанар нь гоожих үед бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд хуваагддаггүй тул засвар үйлчилгээг хялбарчилдаг бөгөөд энэ нь R404a гэх мэт азеотроптой бараг холимогтой харьцуулахад давуу тал юм.

Зохицуулалт ба Байгаль орчны байдал:

R404a-тай адил R507-ийн өндөр GWP нь хатуу зохицуулалтад хүргэсэн. Европын Холбооны F-Gas журмаар 2020 онд шинэ тоног төхөөрөмжид ашиглахыг хориглосон бөгөөд АНУ-ын Байгаль орчныг хамгаалах агентлаг SNAP-ийн дагуу "анхаарал татахуйц зүйл" гэж тодорхойлсон. Үүнийг арилжааны хэрэглээнд R448A (GWP = 1,387) болон R449A (GWP = 1,397) зэрэг GWP багатай хувилбаруудаар сольж байна.

Бэрхшээлүүд: Хэт өндөр ДНБ; дэлхийн ялгаруулалтын дүрмийн дагуу урт хугацааны амьдрах чадваргүй; зөвхөн уламжлалт системүүдээр хязгаарлагддаг.

Хөргөгч бодисын үнийн чиг хандлага харилцан адилгүй байна. Энэ бол 2025 оны 6-р сарын байдлаарх чиг хандлагын график юм.

Хөргөгч бодисын харьцуулсан тойм

Доорх хүснэгтэд таван хөргөлтийн бодисын гол ялгааг нэгтгэн дүгнэж, тодорхой хэрэглээний тохиолдолд тохирох байдлыг нь онцолсон болно.

Зохицуулалтын чиг хандлага ба салбарын өөрчлөлтүүд

Дэлхийн хөргөлтийн бодисын зах зээлийг хоёр үндсэн зорилго хөтөлж байна: озоны давхаргыг задалдаг бодисыг устгах (ихэнх хөргөлтийн бодисын хувьд хэрэгжиж байна) болон хүлэмжийн хийн ялгарлыг бууруулах (одоогийн гол анхаарал). Европ болон Хойд Америкт зохицуулалтууд нь бага GWP сонголтууд руу шилжих шилжилтийг хурдасгаж байна:

• Европын Холбооны F-Хийн зохицуулалт: 2030 он гэхэд HFC хэрэглээг 79%-иар бууруулахыг үүрэг болгосон (2015 оны түвшинтэй харьцуулахад) бөгөөд шинэ хөргөлтийн тоног төхөөрөмжид өндөр GWP (GWP > 2,500) хөргөлтийн бодис оруулахыг хориглосон.
• АНУ-ын Байгаль орчныг хамгаалах агентлаг (EPA) SNAP: Бага GWP агууламжтай хөргөгч бодис (жишээ нь, R600a, R290, R452A)-ийг ихэнх хэрэглээнд "хүлээн зөвшөөрөгдсөн" гэж жагсаасан бөгөөд шинэ системд өндөр GWP агууламжтай сонголтыг (жишээ нь, R404a, R507) хориглодог.

Хэрэглэгчдийн хувьд энэ нь дараахь зүйлийг илэрхийлнэ.

• Шинэ ахуйн хөргөгчнүүд бараг зөвхөн R600a эсвэл R290-г ашиглах болно (бага GWP, өндөр үр ашигтай тул).
• Арилжааны хөргөлт нь бага GWP хольц (жишээ нь, R448A, R454C) эсвэл том системд зориулсан CO₂ (R744) зэрэг байгалийн хөргөгч рүү шилжих болно.
• R134a, R404a, эсвэл R507 ашиглаж буй хуучин хөргөгчнүүдийг журмын дагуу зохих ёсоор хаях эсвэл шинэчлэх шаардлагатай.

Хөргөгчинд тохирох хөргөлтийн бодисыг сонгох нь хүрээлэн буй орчинд үзүүлэх нөлөөлөл (ODP/GWP), аюулгүй байдал (шатамхай чанар/хордлого), гүйцэтгэл (үр ашиг/даралт), зохицуулалтын шаардлага хангасан байдал гэсэн дөрвөн хүчин зүйлийг тэнцвэржүүлэхээс хамаарна. Орчин үеийн ихэнх хэрэглээнд:

• R600a болон R290 нь ахуйн хөргөгчний хамгийн сайн сонголт бөгөөд хэт бага GWP болон өндөр үр ашигтай (шатамхай чанарыг бууруулах аюулгүй байдлын арга хэмжээ авсан) үйлчилгээтэй.
• R404a болон R507 нь шинэ системүүдэд хуучирсан бөгөөд шинэчлэл хийх эсвэл солих хүртэл хуучин арилжааны тоног төхөөрөмжөөр хязгаарлагддаг.
• R134a нь шилжилтийн хувилбар бөгөөд аажмаар байгалийн хөргөлтийн бодисыг ашиглахаас татгалзаж байна.

Журам чангарч, технологи хөгжихийн хэрээр салбар нь байгалийн хөргөлтийн бодис болон бага GWP хольцыг үргэлжлүүлэн тэргүүлэх чиглэл болгоно. Ингэснээр хөргөлтийн системүүд урт хугацаанд үр дүнтэй, тогтвортой байх болно. Техникийн ажилтнууд болон хэрэглэгчдийн хувьд эдгээр ялгааны талаар мэдээлэлтэй байх нь хариуцлагатай, дүрэм журмыг дагаж мөрдөх шийдвэр гаргах гол түлхүүр юм.

Эх сурвалжууд: ASHRAE гарын авлага—Хөргөлт (2021), IPCC зургаа дахь үнэлгээний тайлан (2022), ЕХ-ны шатдаг хий зохицуулалт (EC № 517/2014), АНУ-ын Байгаль орчныг хамгаалах агентлагийн SNAP хөтөлбөр (2023).