Peti sejuk dan penyejuk beku, sebagai peralatan penyimpanan suhu rendah untuk kegunaan isi rumah dan komersial, telah menyaksikan lelaran berterusan dalam pemilihan bahan pendingin yang berpusat di sekitar "kebolehsuaian kecekapan penyejukan" dan "keperluan kawal selia alam sekitar". Jenis dan ciri arus perdana dalam peringkat yang berbeza sangat sejajar dengan keperluan peralatan.
Arus perdana awal: Penggunaan penyejuk CFC dengan "kecekapan tinggi tetapi bahaya yang tinggi"
Dari tahun 1950-an hingga 1990-an, R12 (diklorodifluorometana) merupakan bahan pendingin arus perdana yang mutlak. Dari segi kebolehsuaian peralatan, sifat termodinamik R12 sangat sepadan dengan keperluan penyimpanan suhu rendah – dengan suhu penyejatan standard -29.8°C, ia dapat memenuhi keperluan suhu ruang penyimpanan peti sejuk (0-8°C) dan ruang pembekuan (di bawah -18°C) dengan mudah. Selain itu, ia mempunyai kestabilan kimia yang sangat kuat dan keserasian yang sangat baik dengan paip tembaga, cangkerang keluli dan minyak pelincir mineral di dalam peti sejuk, jarang menyebabkan kakisan atau penyumbatan paip, dan dapat memastikan jangka hayat peralatan selama lebih dari 10 tahun.
R12 mempunyai nilai ODP sebanyak 1.0 (penanda aras untuk potensi penipisan ozon) dan nilai GWP kira-kira 8500, menjadikannya gas rumah hijau yang kuat. Dengan berkuat kuasanya Protokol Montreal, penggunaan R12 secara global dalam peti sejuk beku yang baru dihasilkan telah dilarang secara beransur-ansur sejak tahun 1996. Pada masa ini, hanya beberapa peralatan lama yang masih mempunyai sisa penyejuk sedemikian, dan menghadapi dilema ketiadaan sumber alternatif semasa penyelenggaraan.
Peringkat peralihan: Had "penggantian separa" dengan penyejuk HCFC
Untuk merapatkan jurang penghentian R12 secara berperingkat, R22 (difluoromonoklorometana) pernah digunakan secara ringkas dalam beberapa peti sejuk komersial (seperti peti sejuk kedai serbaneka kecil). Kelebihannya terletak pada prestasi termodinamiknya yang hampir dengan R12, tanpa memerlukan pengubahsuaian yang ketara pada reka bentuk pemampat dan saluran paip peti sejuk, dan nilai ODPnya dikurangkan kepada 0.05, sekali gus melemahkan kapasiti penipisan ozonnya dengan ketara.
Walau bagaimanapun, kekurangan R22 juga jelas: di satu pihak, nilai GWPnya adalah sekitar 1810, masih tergolong dalam gas rumah hijau yang tinggi, yang tidak mematuhi trend perlindungan alam sekitar jangka panjang; sebaliknya, kecekapan penyejukan (COP) R22 adalah lebih rendah daripada R12, yang akan menyebabkan peningkatan penggunaan kuasa sebanyak kira-kira 10%-15% apabila digunakan dalam peti sejuk isi rumah, jadi ia belum menjadi arus perdana peti sejuk isi rumah. Dengan pemansuhan global penyejuk HCFC yang dipercepatkan pada tahun 2020, R22 pada dasarnya telah menarik diri daripada aplikasi dalam bidang peti sejuk dan penyejuk beku.
I. Bahan penyejuk arus perdana semasa: Adaptasi khusus senario bagi HFC dan jenis GWP rendah
Pada masa ini, pemilihan bahan pendingin untuk peti sejuk di pasaran menunjukkan ciri-ciri "perbezaan antara kegunaan isi rumah dan komersial, dan keseimbangan antara perlindungan alam sekitar dan kos", terutamanya dibahagikan kepada dua jenis arus perdana, menyesuaikan diri dengan keperluan fungsian peralatan yang berbeza:
1. Peti sejuk beku kecil: "Dominasi stabil" bahan pendingin
R134a (tetrafluoroetana) ialah bahan pendingin paling popular untuk peti sejuk semasa (terutamanya model dengan kapasiti kurang daripada 200L), menyumbang lebih daripada 70%. Kelebihan penyesuaian terasnya tercermin dalam tiga aspek: pertama, ia memenuhi piawaian perlindungan alam sekitar, dengan nilai ODP 0, menghapuskan sepenuhnya risiko kerosakan lapisan ozon dan mematuhi keperluan asas peraturan alam sekitar global; kedua, prestasi termodinamiknya sesuai, dengan suhu penyejatan standard -26.1°C, yang, bersama-sama dengan pemampat kecekapan tinggi peti sejuk, boleh mencapai suhu petak pembekuan secara stabil dari -18°C hingga -25°C, dan kecekapan penyejukannya (COP) adalah 8%-12% lebih tinggi daripada R22, yang boleh mengurangkan penggunaan kuasa peralatan; Ketiga, ia mempunyai keselamatan yang boleh dipercayai, tergolong dalam bahan pendingin kelas A1 (tidak toksik dan tidak mudah terbakar), walaupun terdapat sedikit kebocoran, ia tidak akan menyebabkan bahaya keselamatan kepada persekitaran keluarga, dan mempunyai keserasian yang baik dengan bahagian plastik dan minyak pelincir pemampat di dalam peti sejuk, dengan kadar kegagalan yang rendah.
Di samping itu, sesetengah peti sejuk isi rumah kelas pertengahan hingga mewah akan menggunakan R600a (isobutana, hidrokarbon) – sejenis bahan pendingin semula jadi, yang mempunyai nilai ODP 0 dan nilai GWP hanya 3, dengan prestasi alam sekitar yang jauh lebih baik daripada R134a, dan kecekapan penyejukannya adalah 5%-10% lebih tinggi daripada R134a, yang dapat mengurangkan lagi penggunaan tenaga. Walau bagaimanapun, R600a tergolong dalam bahan pendingin kelas A3 (sangat mudah terbakar), dan apabila kepekatan isipadunya di udara mencapai 1.8%-8.4%, ia akan meletup apabila terdedah kepada nyalaan api terbuka. Oleh itu, ia hanya terhad untuk digunakan dalam peti sejuk isi rumah (jumlah cas dihadkan sepenuhnya kepada 50g-150g, jauh lebih rendah daripada peralatan komersial), dan peti sejuk perlu dilengkapi dengan peranti pengesanan anti-kebocoran (seperti sensor tekanan) dan pemampat kalis letupan, dengan kos 15%-20% lebih tinggi daripada model R134a, jadi ia belum dipopularkan sepenuhnya.
2. Peti sejuk komersial / peti sejuk besar: "Penembusan beransur-ansur" penyejuk GWP rendah
Peti sejuk beku komersial (seperti peti sejuk beku pulau pasar raya) mempunyai keperluan yang lebih tinggi untuk "perlindungan alam sekitar" dan "kecekapan penyejukan" bahan pendingin kerana kapasitinya yang besar (biasanya lebih daripada 500L) dan beban penyejukan yang tinggi. Pada masa ini, pilihan arus perdana dibahagikan kepada dua kategori:
(1) Campuran HFC: “Penyesuaian beban tinggi” R404A
R404A (campuran pentafluoroetana, difluorometana dan tetrafluoroetana) ialah bahan pendingin arus perdana untuk peti sejuk beku suhu rendah komersial (seperti peti sejuk beku cepat -40°C), menyumbang kira-kira 60%. Kelebihannya ialah prestasi penyejukannya di bawah keadaan suhu rendah adalah luar biasa – pada suhu penyejatan -40°C, kapasiti penyejukan adalah 25%-30% lebih tinggi daripada R134a, yang dapat memenuhi keperluan penyimpanan suhu rendah peti sejuk beku dengan cepat; dan ia tergolong dalam bahan pendingin kelas A1 (tidak toksik dan tidak mudah terbakar), dengan jumlah cas sehingga beberapa kilogram (jauh melebihi peti sejuk isi rumah), tanpa perlu risau tentang risiko mudah terbakar, menyesuaikan diri dengan operasi beban tinggi peti sejuk beku besar.
Walau bagaimanapun, kekurangan perlindungan alam sekitar R404A secara beransur-ansur menjadi ketara. Nilai GWPnya setinggi 3922, yang tergolong dalam gas rumah hijau yang tinggi. Pada masa ini, Kesatuan Eropah dan rantau lain telah mengeluarkan peraturan untuk menyekat penggunaannya (seperti melarang penggunaan bahan pendingin dengan GWP>2500 dalam peti sejuk komersial yang baru dihasilkan selepas 2022). Oleh itu, R404A secara beransur-ansur digantikan dengan bahan pendingin GWP rendah.
(2) Jenis GWP rendah: “Alternatif alam sekitar” R290 dan CO₂
Dengan latar belakang peraturan alam sekitar yang diperketatkan, R290 (propana) dan CO₂ (R744) telah menjadi pilihan baru untuk peti sejuk komersial, menyesuaikan diri dengan keperluan yang berbeza dalam senario yang berbeza:
R290 (propana)Terutamanya digunakan dalam peti sejuk komersial kecil (seperti peti sejuk mendatar kedai serbaneka). Nilai ODPnya ialah 0, nilai GWP adalah kira-kira 3, dengan perlindungan alam sekitar yang sangat kuat; dan kecekapan penyejukannya adalah 10%-15% lebih tinggi daripada R404A, yang boleh mengurangkan penggunaan tenaga operasi peti sejuk komersial (peralatan komersial beroperasi selama lebih daripada 20 jam sehari, dan kos penggunaan tenaga menyumbang kepada kadar yang tinggi). Walau bagaimanapun, R290 tergolong dalam penyejuk kelas A3 (sangat mudah terbakar), dan jumlah cas perlu dikawal ketat dalam lingkungan 200g (jadi ia hanya terhad kepada peti sejuk kecil). Di samping itu, peti sejuk perlu menggunakan pemampat kalis letupan, saluran paip anti-kebocoran (seperti paip aloi kuprum-nikel) dan reka bentuk pengudaraan dan pelesapan haba. Pada masa ini, kadarnya dalam peti sejuk kedai serbaneka Eropah telah melebihi 30%.
CO₂ (R744)Terutamanya digunakan dalam peti sejuk komersial suhu ultra rendah (seperti peti sejuk sampel biologi -60°C). Suhu penyejatan piawainya ialah -78.5°C, yang boleh mencapai penyimpanan suhu ultra rendah tanpa sistem penyejukan lata yang kompleks; dan ia mempunyai nilai ODP 0 dan nilai GWP 1, dengan perlindungan alam sekitar yang tidak boleh digantikan, dan tidak toksik dan tidak mudah terbakar, dengan keselamatan yang lebih baik daripada R290. Walau bagaimanapun, CO₂ mempunyai suhu kritikal yang rendah (31.1°C). Apabila suhu ambien melebihi 25°C, teknologi "kitaran transkritikal" diperlukan, mengakibatkan tekanan pemampat peti sejuk setinggi 10-12MPa, memerlukan penggunaan saluran paip keluli tahan karat berkekuatan tinggi dan pemampat tahan tekanan tinggi, dengan kos 30%-40% lebih tinggi daripada peti sejuk R404A. Oleh itu, ia kini digunakan terutamanya dalam senario dengan keperluan perlindungan alam sekitar yang sangat tinggi dan suhu rendah (seperti peti sejuk penyelidikan perubatan dan saintifik).
II. Trend masa hadapan bahan pendingin: GWP rendah dan keselamatan tinggi menjadi hala tuju teras
Digabungkan dengan peraturan alam sekitar global (seperti Peraturan Gas-F EU, pelan pelaksanaan Protokol Montreal China) dan penaiktarafan teknologi peralatan, bahan pendingin untuk peti sejuk dan penyejuk beku akan menunjukkan tiga trend utama pada masa hadapan:
Peti sejuk isi rumahR600a secara beransur-ansur menggantikan R134a – dengan kematangan teknologi anti-kebocoran dan kalis letupan (seperti jalur pengedap baharu, peranti pemotong kebocoran automatik), kos R600a akan berkurangan secara beransur-ansur (dijangkakan kosnya akan menurun sebanyak 30% dalam tempoh 5 tahun akan datang), dan kelebihannya iaitu perlindungan alam sekitar yang tinggi dan kecekapan penyejukan yang tinggi akan diserlahkan. Dijangkakan bahawa perkadaran R600a dalam peti sejuk isi rumah akan melebihi 50% menjelang 2030, menggantikan R134a sebagai arus perdana.
Peti sejuk komersial: “Pembangunan dwi-laluan” campuran CO₂ dan HFO – untuk peti sejuk beku komersial suhu ultra rendah (di bawah -40°C), kematangan teknikal CO₂ akan terus bertambah baik (seperti pemampat kitaran transkritikal berkecekapan tinggi), dan kosnya akan berkurangan secara beransur-ansur, dengan perkadaran dijangka melebihi 40% menjelang 2028; untuk peti sejuk beku komersial suhu sederhana (-25°C hingga -18°C), R454C (campuran HFO dan HFC, GWP≈466) akan menjadi arus perdana, dengan prestasi penyejukan hampir sama dengan R404A, dan tergolong dalam bahan pendingin kelas A2L (ketoksikan rendah dan kemudahbakaran rendah), tanpa sekatan ketat ke atas jumlah cas, mengimbangi perlindungan alam sekitar dan praktikaliti.
Piawaian keselamatan yang dinaik tarafDaripada "perlindungan pasif" kepada "pemantauan aktif" – tanpa mengira peralatan isi rumah atau komersial, sistem penyejuk masa hadapan secara amnya akan dilengkapi dengan fungsi "pemantauan kebocoran pintar + rawatan kecemasan automatik" (seperti sensor kebocoran laser untuk peti sejuk isi rumah, penggera kepekatan dan peranti penghubung pengudaraan untuk peti sejuk beku komersial), terutamanya untuk penyejuk mudah terbakar seperti R600a dan R290, untuk menghapuskan potensi bahaya keselamatan melalui cara teknikal dan menggalakkan popularisasi penyejuk rendah GWP secara komprehensif.
III. Keutamaan pemadanan senario teras
Untuk keperluan pengguna yang berbeza, prinsip berikut boleh diikuti semasa memilih bahan penyejuk peti sejuk:
Pengguna isi rumah: Keutamaan diberikan kepada model R600a (mengimbangi perlindungan alam sekitar dan penjimatan tenaga) – jika bajet mengizinkan (200-500 yuan lebih tinggi daripada model R134a), keutamaan harus diberikan kepada peti sejuk yang ditanda dengan "penyejuk R600a". Penggunaan kuasanya adalah 8%-12% lebih rendah daripada model R134a, dan ia lebih mesra alam; selepas pembelian, perhatian harus diberikan untuk mengelakkan bahagian belakang peti sejuk (tempat pemampat berada) berada dekat dengan api terbuka, dan kerap memeriksa ketat penutup pintu untuk mengurangkan risiko kebocoran.
Pengguna komersial:Pilih mengikut keperluan suhu (kos pengimbangan dan perlindungan alam sekitar) – peti sejuk beku suhu sederhana (seperti peti sejuk beku kedai serbaneka) boleh memilih model R290, dengan kos penggunaan tenaga operasi jangka panjang yang lebih rendah; untuk peti sejuk beku suhu ultra rendah (seperti peralatan pembekuan cepat), jika bajet mencukupi, model CO₂ adalah lebih diutamakan, yang selaras dengan trend peraturan alam sekitar dan mengelakkan risiko penghentian secara berperingkat pada masa hadapan; jika sensitiviti kos jangka pendek menjadi kebimbangan, model R454C boleh dipilih sebagai peralihan, pengimbangan prestasi dan perlindungan alam sekitar.
Penyelenggaraan dan penggantianPadankan jenis penyejuk asal dengan ketat – semasa menyelenggara peti sejuk dan peti sejuk beku lama, jangan sewenang-wenangnya menggantikan jenis penyejuk (seperti menggantikan R134a dengan R600a), kerana penyejuk yang berbeza mempunyai keperluan yang berbeza untuk minyak pelincir pemampat dan tekanan saluran paip. Penggunaan campuran akan menyebabkan kerosakan pemampat atau kegagalan penyejukan. Adalah perlu untuk menghubungi profesional untuk menambah penyejuk mengikut jenis yang ditanda pada plat nama peralatan.
Masa siaran: 29 Ogos 2025 Paparan: