रेफ्रिजरेटर्ससाठी रेफ्रिजरंट प्रकारांमधील फरक समजून घेणे

अन्न साठवणुकीसाठी आधुनिक रेफ्रिजरेशन उपकरणे आवश्यक आहेत, तरीही R134a, R290, R404a, R600a आणि R507 सारखे रेफ्रिजरंट वापरण्याच्या बाबतीत लक्षणीयरीत्या भिन्न आहेत. R290 सामान्यतः रेफ्रिजरेटेड पेय कॅबिनेटमध्ये वापरले जाते, तर R143a बहुतेकदा लहान बिअर कॅबिनेटमध्ये वापरले जाते. R600a सामान्यतः विशेष फ्रीझिंग उपकरणांसाठी राखीव असते.

रेफ्रिजरंट्स हे रेफ्रिजरेशन सिस्टीमचे जीवनरक्त आहेत, ज्यामुळे रेफ्रिजरेटर उष्णता शोषून घेतात आणि अंतर्गत तापमान थंड ठेवतात. तथापि, सर्व रेफ्रिजरंट्स समान तयार केले जात नाहीत - त्यांची रासायनिक रचना, पर्यावरणीय प्रभाव, सुरक्षा प्रोफाइल आणि कामगिरी लक्षणीयरीत्या बदलते. युरोप आणि उत्तर अमेरिकेतील ग्राहक, तंत्रज्ञ आणि उद्योग व्यावसायिकांसाठी, हे फरक समजून घेणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे, विशेषतः ग्रीनहाऊस गॅस उत्सर्जन कमी करण्यासाठी आणि ओझोन थराचे संरक्षण करण्यासाठी कठोर नियामक दबावांच्या पार्श्वभूमीवर.

रेफ्रिजरंट्ससाठी मुख्य मूल्यांकन निकष

वैयक्तिक प्रकारांमध्ये जाण्यापूर्वी, रेफ्रिजरेटर अनुप्रयोगांसाठी सर्वात महत्त्वाचे असलेले मापदंड परिभाषित करणे आवश्यक आहे. हे निकष HVAC/R (हीटिंग, व्हेंटिलेशन, एअर कंडिशनिंग, रेफ्रिजरेशन) उद्योगात सार्वत्रिकपणे ओळखले जातात आणि जागतिक स्तरावर नियामक निर्णयांना आकार देतात:

• ODP (ओझोन डिप्लेशन पोटेंशियल): एखादा पदार्थ ओझोन थराला किती नुकसान पोहोचवतो याचे मोजमाप. बेंचमार्क R11 (आता बंदी घातलेला रेफ्रिजरंट) आहे, ज्याचा ODP 1 आहे. 0 रेटिंग म्हणजे रेफ्रिजरंटचा ओझोन-डिप्लेशन प्रभाव नाही.
• GWP (जागतिक तापमानवाढीची क्षमता): कार्बन डायऑक्साइडच्या तुलनेत १०० वर्षांमध्ये हवामान बदलात पदार्थाच्या योगदानाचे मोजमाप (CO₂, GWP = १). EU च्या F-गॅस नियमन आणि US EPA च्या SNAP (महत्त्वपूर्ण नवीन पर्यायी धोरण) सारख्या नियमांनुसार कमी GWP मूल्यांना प्राधान्य दिले जाते.
• ASHRAE सुरक्षा वर्गीकरण: एक मानक (ASHRAE 34-2022) जे ज्वलनशीलतेनुसार रेफ्रिजरंट्सचे मूल्यांकन करते (वर्ग 1: ज्वलनशील नसलेले; वर्ग 2L: किंचित ज्वलनशील; वर्ग 2: ज्वलनशील; वर्ग 3: अत्यंत ज्वलनशील) आणि विषारीपणा (वर्ग A: कमी विषारीपणा; वर्ग B: उच्च विषारीपणा). बहुतेक रेफ्रिजरंट्स वर्ग A मध्ये येतात.
• थर्मोडायनामिक कामगिरी: शीतकरण कार्यक्षमता (COP, किंवा कामगिरीचा गुणांक, जिथे जास्त = अधिक कार्यक्षम), ऑपरेटिंग दाब (फ्रिजच्या कंप्रेसर डिझाइनशी जुळला पाहिजे), आणि तापमान श्रेणी (मध्यम-तापमानाच्या फ्रीज किंवा कमी-तापमानाच्या फ्रीजसाठी योग्य) यांचा समावेश आहे.
• सुसंगतता: सिस्टमचे नुकसान टाळण्यासाठी फ्रिजच्या कॉम्प्रेसर वंगण (उदा. खनिज तेल, POE तेल) आणि साहित्य (उदा. सील, होसेस) सह कार्य करते.

वैयक्तिक रेफ्रिजरंट विश्लेषण

प्रत्येक रेफ्रिजरंटची विशिष्ट ताकद आणि मर्यादा असतात, ज्यामुळे ते विशिष्ट वापरासाठी योग्य बनते - घरगुती रेफ्रिजरेटरपासून ते व्यावसायिक फ्रीजरपर्यंत. खाली प्रत्येक प्रकाराचे तपशीलवार विश्लेषण दिले आहे.

१. R134a (टेट्राफ्लुरोइथेन)

रासायनिक प्रकार: शुद्ध हायड्रोफ्लोरोकार्बन (HFC)

मुख्य वैशिष्ट्ये:

• ODP: 0 (ओझोन-सुरक्षित)
• GWP: १,४३० (प्रति IPCC सहाव्या मूल्यांकन अहवाल, १०० वर्षांच्या क्षितिजानुसार)
• ASHRAE सुरक्षा वर्ग: A1 (ज्वलनशील नसलेला, कमी विषारीपणा)
• ऑपरेटिंग प्रेशर: मध्यम (इतर रेफ्रिजरंट्सच्या तुलनेत)
• सुसंगतता: POE (पॉलिओल एस्टर) किंवा PAG (पॉलियाल्किलीन ग्लायकॉल) स्नेहकांसह कार्य करते.

कामगिरी आणि अनुप्रयोग:

१९९० च्या दशकात R12 (उच्च ODP असलेले CFC, आता मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल अंतर्गत बंदी घातलेले) च्या जागी R134a उदयास आले. ज्वलनशील नसलेल्या स्वरूपामुळे आणि विद्यमान प्रणालींमध्ये सहज एकत्रीकरण झाल्यामुळे ते घरगुती फ्रिज, लहान पेय कूलर आणि पोर्टेबल रेफ्रिजरेटर्समध्ये एक प्रमुख घटक बनले. त्याची कूलिंग कार्यक्षमता (COP) मध्यम आहे - मानक फ्रिज तापमानासाठी पुरेशी आहे (ताज्या कंपार्टमेंटसाठी 2-8°C, फ्रीझरसाठी -18°C) परंतु R600a सारख्या नैसर्गिक रेफ्रिजरेटर्सपेक्षा कमी आहे.

नियामक आणि पर्यावरणीय स्थिती:

R134a ओझोन-सुरक्षित आहे, परंतु त्याच्या उच्च GWP मुळे युरोप आणि उत्तर अमेरिकेत निर्बंध लादले गेले आहेत. EU च्या F-गॅस नियमन (EC No 517/2014) अंतर्गत, 2020 पासून नवीन रेफ्रिजरेशन उपकरणांमध्ये R134a चा वापर टप्प्याटप्प्याने कमी करण्यात आला आहे, ज्यामध्ये आणखी कपात करण्याची योजना आहे. जुन्या फ्रिजमध्ये ते सामान्य आहे परंतु नवीन मॉडेल्समध्ये कमी-GWP पर्यायांनी ते बदलले जात आहे.

आव्हाने: उच्च GWP दीर्घकालीन व्यवहार्यता मर्यादित करते; नैसर्गिक रेफ्रिजरंट्सपेक्षा कमी कार्यक्षमता.

२. आर६००ए (आयसोब्युटेन)

रासायनिक प्रकार: शुद्ध हायड्रोकार्बन (एचसी, पेट्रोलियम/वायूपासून मिळवलेले "नैसर्गिक रेफ्रिजरंट")

मुख्य वैशिष्ट्ये:

• ODP: 0 (ओझोन-सुरक्षित)
• GWP: ३ (नगण्य हवामान परिणाम - उपलब्ध असलेल्या सर्वात कमीपैकी एक)
• ASHRAE सुरक्षा वर्ग: A3 (अत्यंत ज्वलनशील, कमी विषारी)
• ऑपरेटिंग प्रेशर: कमी (कमी-दाब प्रणालींसाठी डिझाइन केलेले कंप्रेसर आवश्यक आहेत)
• सुसंगतता: खनिज तेल किंवा अल्काइलबेन्झिन (AB) स्नेहकांसह (POE/PAG नाही) कार्य करते.

कामगिरी आणि अनुप्रयोग:

युरोप आणि उत्तर अमेरिकेतील आधुनिक घरगुती रेफ्रिजरेटरमध्ये आता R600a हा प्रमुख रेफ्रिजरंट आहे. त्याची उच्च कूलिंग कार्यक्षमता (R134a पेक्षा 5-10% जास्त COP) ऊर्जा वापर कमी करते, EU एनर्जी लेबल आणि US ENERGY STAR® मानकांशी सुसंगत आहे. त्याची कमी GWP देखील ते कठोर उत्सर्जन नियमांचे पूर्णपणे पालन करते.

सुरक्षितता आणि स्थापनेचे विचार:

ज्वलनशीलता हे R600a चे प्राथमिक आव्हान आहे. जोखीम कमी करण्यासाठी, उत्पादक फ्रीजमध्ये त्याचा चार्ज आकार मर्यादित करतात (सामान्यत: ≤150 ग्रॅम) आणि स्फोट-प्रूफ घटकांचा वापर करतात (उदा., सीलबंद कॉम्प्रेसर, नॉन-स्पार्किंग इलेक्ट्रिकल पार्ट्स). गळती हाताळण्यासाठी तंत्रज्ञांना विशेष प्रशिक्षण आवश्यक असते, कारण सांद्रित R600a वाष्प ज्वलनशील असते.

आव्हाने: उच्च ज्वलनशीलतेसाठी सुरक्षिततेवर लक्ष केंद्रित केलेले डिझाइन आणि हाताळणी आवश्यक आहे; POE/PAG तेलांशी विसंगत.

३. आर२९० (प्रोपेन)

रासायनिक प्रकार: शुद्ध हायड्रोकार्बन (एचसी, नैसर्गिक रेफ्रिजरंट)

मुख्य वैशिष्ट्ये:

• ODP: 0 (ओझोन-सुरक्षित)
• GWP: 3 (R600a सारखेच, अत्यंत कमी हवामान प्रभाव)
• ASHRAE सुरक्षा वर्ग: A3 (अत्यंत ज्वलनशील, कमी विषारीपणा - R600a पेक्षा किंचित जास्त ज्वलनशील, कमी प्रज्वलन ऊर्जासह)
• ऑपरेटिंग प्रेशर: मध्यम-कमी (R600a पेक्षा जास्त, R134a पेक्षा कमी)
• सुसंगतता: खनिज तेल किंवा एबी स्नेहकांसह कार्य करते.

कामगिरी आणि अनुप्रयोग:

R290 अपवादात्मक कूलिंग कार्यक्षमता देते—त्याचा COP R134a पेक्षा 10-15% जास्त आहे, ज्यामुळे तो ऊर्जा-कार्यक्षम रेफ्रिजरेशनसाठी आदर्श बनतो. हे लहान ते मध्यम घरगुती फ्रिज, मिनी-फ्रिज आणि काही व्यावसायिक डिस्प्ले कूलरमध्ये वापरले जाते (जिथे चार्ज आकार मर्यादित आहेत). EU सारख्या प्रदेशांमध्ये, नवीन मॉडेल्समध्ये R134a साठी थेट पर्याय म्हणून ते वाढत्या प्रमाणात स्वीकारले जात आहे.

सुरक्षितता आणि नियामक स्थिती:

R600a प्रमाणे, R290 च्या ज्वलनशीलतेसाठी कठोर सुरक्षा उपायांची आवश्यकता आहे: चार्ज मर्यादा (घरगुती फ्रीजसाठी ≤150 ग्रॅम), गळती शोधण्याची प्रणाली आणि फ्रीजच्या आतील भागात ज्वलनशील नसलेले पदार्थ. ते EU F-गॅस नियमन आणि US EPA SNAP चे पूर्णपणे पालन करते, कमी GWP मुळे कोणत्याही टप्प्याटप्प्याने कमी करण्याची योजना नाही.

आव्हाने: R600a पेक्षा जास्त ज्वलनशीलता; उत्पादनादरम्यान अधिक कठोर सुरक्षा चाचणी आवश्यक आहे.

४. R404a (R125, R134a, R143a चे मिश्रण)

रासायनिक प्रकार: जवळ-अ‍ॅझिओट्रॉपिक एचएफसी मिश्रण (एकाच रेफ्रिजरंटच्या गुणधर्मांची नक्कल करण्यासाठी अनेक एचएफसी मिसळले जातात)

मुख्य वैशिष्ट्ये:

• ODP: 0 (ओझोन-सुरक्षित)
• GWP: ३,९२२ (अत्यंत उच्च - हवामानावर परिणाम करणाऱ्या सर्वात जास्त रेफ्रिजरंट्सपैकी एक)
• ASHRAE सुरक्षा वर्ग: A1 (ज्वलनशील नसलेला, कमी विषारीपणा)
• ऑपरेटिंग प्रेशर: उच्च (कमी-तापमान प्रणालींसाठी अनुकूलित)
• सुसंगतता: POE स्नेहकांसह कार्य करते.

कामगिरी आणि अनुप्रयोग:

R404a हे एकेकाळी व्यावसायिक रेफ्रिजरेशनसाठी सुवर्ण मानक होते, ज्यामध्ये वॉक-इन फ्रीजर्स, सुपरमार्केट डिस्प्ले केसेस आणि -20°C ते -40°C तापमानात चालणारे औद्योगिक फ्रीज यांचा समावेश होता. त्याची उच्च थंड क्षमता आणि कमी तापमानात स्थिरता यामुळे ते या अनुप्रयोगांसाठी आदर्श बनले.

नियामक आणि पर्यावरणीय स्थिती:

R404a च्या अति-उच्च GWP मुळे युरोप आणि उत्तर अमेरिकेत ते जवळजवळ पूर्णपणे फेज-आउट झाले आहे. EU F-गॅस नियमन अंतर्गत, 2020 मध्ये नवीन उपकरणांमध्ये त्याचा वापर बंदी घालण्यात आली होती आणि त्याची आयात/निर्यात मोठ्या प्रमाणात प्रतिबंधित आहे. अमेरिकेत, EPA ने R404a ला "उच्च-GWP पदार्थ" म्हणून सूचीबद्ध केले आहे आणि नवीन प्रणालींमध्ये कमी-GWP पर्यायांसह (उदा., R452A, R513A) बदलण्याची आवश्यकता आहे. ते जुन्या व्यावसायिक फ्रिजमध्ये राहते परंतु रेट्रोफिट्सद्वारे टप्प्याटप्प्याने बाहेर काढले जात आहे.

आव्हाने: प्रतिबंधात्मक GWP; आधुनिक पर्यायांच्या तुलनेत कमी ऊर्जा कार्यक्षमता; हवामान बदलात लक्षणीय योगदान देते.

५. R507 (R125 आणि R143a चे मिश्रण)

रासायनिक प्रकार: अझीओट्रॉपिक एचएफसी मिश्रण (शुद्ध रेफ्रिजरंटसारखे एकाच तापमानाला उकळणारे/घन करणारे मिश्रण)

मुख्य वैशिष्ट्ये:

• ODP: 0 (ओझोन-सुरक्षित)
• GWP: ३,९८५ (जवळजवळ R404a सारखेच, अति-उच्च)
• ASHRAE सुरक्षा वर्ग: A1 (ज्वलनशील नसलेला, कमी विषारीपणा)
• ऑपरेटिंग प्रेशर: जास्त (R404a पेक्षा किंचित जास्त)
• सुसंगतता: POE स्नेहकांसह कार्य करते.

कामगिरी आणि अनुप्रयोग:

R507 हा R404a चा जवळचा भाऊ आहे, जो कमी-तापमानाच्या व्यावसायिक रेफ्रिजरेशनसाठी डिझाइन केलेला आहे (उदा., डीप फ्रीजर, फ्रोझन फूड डिस्प्ले केसेस) जिथे -30°C ते -50°C तापमानात सतत थंड करणे आवश्यक असते. त्याच्या अझीओट्रॉपिक स्वरूपाचा अर्थ असा आहे की ते गळती दरम्यान घटकांमध्ये वेगळे होत नाही, ज्यामुळे देखभाल सुलभ होते - R404a सारख्या जवळ-अ‍ॅझीओट्रॉपिक मिश्रणांपेक्षा हा एक फायदा आहे.

नियामक आणि पर्यावरणीय स्थिती:

R404a प्रमाणे, R507 च्या उच्च GWP मुळे कठोर नियमन झाले आहे. EU F-गॅस नियमनाने 2020 मध्ये नवीन उपकरणांमध्ये त्याचा वापर करण्यास बंदी घातली आणि US EPA ने SNAP अंतर्गत "चिंतेचा पदार्थ" म्हणून नियुक्त केले आहे. व्यावसायिक अनुप्रयोगांमध्ये ते R448A (GWP = 1,387) आणि R449A (GWP = 1,397) सारख्या कमी-GWP पर्यायांनी बदलले जात आहे.

आव्हाने: अत्यंत उच्च GWP; जागतिक उत्सर्जन नियमांनुसार दीर्घकालीन व्यवहार्यता नाही; वारसा प्रणालींपुरती मर्यादित.

वेगवेगळ्या रेफ्रिजरंट्सच्या किमतींचा ट्रेंड वेगवेगळा असतो. जून २०२५ चा ट्रेंड चार्ट हा आहे:

रेफ्रिजंट्सचा तुलनात्मक आढावा

खालील तक्त्यामध्ये पाच रेफ्रिजरंट्समधील प्रमुख फरकांचा सारांश दिला आहे, जो विशिष्ट वापरासाठी त्यांची योग्यता अधोरेखित करतो:

नियामक ट्रेंड आणि उद्योगातील बदल

जागतिक रेफ्रिजरंट बाजारपेठ दोन प्रमुख उद्दिष्टांनी चालविली जात आहे: ओझोन-कमी करणारे पदार्थ काढून टाकणे (बहुतेक रेफ्रिजरंट्ससाठी साध्य केलेले) आणि हरितगृह वायू उत्सर्जन कमी करणे (सध्याचे लक्ष). युरोप आणि उत्तर अमेरिकेत, नियम कमी-GWP पर्यायांकडे वळण्यास गती देत ​​आहेत:

• EU F-गॅस नियमन: २०३० पर्यंत (२०१५ च्या पातळीच्या तुलनेत) HFC वापरात ७९% कपात करण्याचे आदेश देते आणि नवीन रेफ्रिजरेशन उपकरणांमध्ये उच्च-GWP रेफ्रिजरंट्स (GWP > २,५००) वर बंदी घालते.
• यूएस ईपीए स्नॅप: कमी-जीडब्ल्यूपी रेफ्रिजरंट्स (उदा., आर६००ए, आर२९०, आर४५२ए) बहुतेक अनुप्रयोगांसाठी "स्वीकारार्ह" म्हणून सूचीबद्ध करते आणि नवीन प्रणालींमध्ये उच्च-जीडब्ल्यूपी पर्यायांना (उदा., आर४०४ए, आर५०७) प्रतिबंधित करते.

ग्राहकांसाठी, याचा अर्थ असा:

• नवीन घरगुती फ्रीज जवळजवळ केवळ R600a किंवा R290 वापरतील (त्यांच्या कमी GWP आणि उच्च कार्यक्षमतेमुळे).
• मोठ्या सिस्टीमसाठी व्यावसायिक रेफ्रिजरेशन कमी-GWP मिश्रणांवर (उदा., R448A, R454C) किंवा CO₂ (R744) सारख्या नैसर्गिक रेफ्रिजरंट्सवर जाईल.
• R134a, R404a, किंवा R507 वापरणाऱ्या जुन्या फ्रीजना नियमांचे पालन करण्यासाठी योग्य विल्हेवाट किंवा रेट्रोफिटिंगची आवश्यकता असेल.

फ्रिजसाठी योग्य रेफ्रिजरंट निवडणे हे चार घटकांचे संतुलन राखण्यावर अवलंबून असते: पर्यावरणीय प्रभाव (ODP/GWP), सुरक्षितता (ज्वलनशीलता/विषारीता), कामगिरी (कार्यक्षमता/दाब) आणि नियामक अनुपालन. बहुतेक आधुनिक अनुप्रयोगांसाठी:

• घरगुती फ्रीजसाठी R600a आणि R290 हे सर्वोत्तम पर्याय आहेत, जे अत्यंत कमी GWP आणि उच्च कार्यक्षमता देतात (ज्वलनशीलतेला तोंड देण्यासाठी सुरक्षा उपायांसह).
• नवीन सिस्टीमसाठी R404a आणि R507 कालबाह्य झाले आहेत, ते रिट्रोफिट किंवा बदली होईपर्यंत जुन्या व्यावसायिक उपकरणांपुरते मर्यादित आहेत.
• R134a हा एक संक्रमणकालीन पर्याय आहे, जो हळूहळू नैसर्गिक रेफ्रिजरंट्सच्या बाजूने टप्प्याटप्प्याने काढून टाकला जात आहे.

नियम कडक होत असताना आणि तंत्रज्ञानात प्रगती होत असताना, उद्योग नैसर्गिक रेफ्रिजरंट्स आणि कमी-जीडब्ल्यूपी मिश्रणांना प्राधान्य देत राहील - रेफ्रिजरेशन सिस्टम दीर्घकालीन प्रभावी आणि टिकाऊ आहेत याची खात्री करणे. तंत्रज्ञ आणि ग्राहकांसाठी, या फरकांबद्दल माहिती असणे हे जबाबदार, अनुपालनात्मक निर्णय घेण्याचे महत्त्वाचे आहे.

स्रोत: ASHRAE हँडबुक—रेफ्रिजरेशन (२०२१), IPCC सहावा मूल्यांकन अहवाल (२०२२), EU F-गॅस नियमन (EC क्रमांक ५१७/२०१४), US EPA SNAP कार्यक्रम (२०२३).