Memahami Perbezaan Antara Jenis Penyejuk untuk Peti Sejuk

Peralatan penyejukan moden adalah penting untuk pengawetan makanan, namun bahan penyejuk seperti R134a, R290, R404a, R600a dan R507 berbeza dengan ketara dari segi aplikasi. R290 biasanya digunakan dalam kabinet minuman sejuk beku, manakala R143a kerap digunakan dalam kabinet bir kecil. R600a biasanya dikhaskan untuk peralatan pembekuan khusus.

Bahan penyejuk merupakan nadi sistem penyejukan, membolehkan peti sejuk menyerap haba dan mengekalkan suhu dalaman yang sejuk. Walau bagaimanapun, tidak semua bahan penyejuk diciptakan sama—komposisi kimia, impak alam sekitar, profil keselamatan dan prestasinya berbeza-beza dengan ketara. Bagi pengguna, juruteknik dan profesional industri di Eropah dan Amerika Utara, memahami perbezaan ini adalah penting, terutamanya di tengah-tengah desakan kawal selia yang ketat untuk mengurangkan pelepasan gas rumah hijau dan melindungi lapisan ozon.

Kriteria Penilaian Teras untuk Bahan Penyejuk

Sebelum membincangkan jenis-jenis individu, adalah penting untuk menentukan metrik yang paling penting untuk aplikasi peti sejuk. Kriteria ini diiktiraf secara universal dalam industri HVAC/R (Pemanasan, Pengudaraan, Penyaman Udara, Penyejukan) dan membentuk keputusan kawal selia di peringkat global:

• ODP (Potensi Penipisan Ozon): Ukuran berapa banyak bahan merosakkan lapisan ozon. Penanda arasnya ialah R11 (bahan pendingin yang kini diharamkan), dengan ODP 1. Penarafan 0 bermaksud bahan pendingin tidak mempunyai kesan penipisan ozon.
• GWP (Potensi Pemanasan Global): Ukuran sumbangan sesuatu bahan kepada perubahan iklim dalam tempoh 100 tahun, berbanding karbon dioksida (CO₂, GWP = 1). Nilai GWP yang lebih rendah diutamakan di bawah peraturan seperti Peraturan Gas-F EU dan SNAP (Dasar Alternatif Baharu yang Signifikan) EPA AS.
• Pengelasan Keselamatan ASHRAE: Satu piawaian (ASHRAE 34-2022) yang menilai bahan pendingin mengikut kemudahbakaran (Kelas 1: tidak mudah terbakar; Kelas 2L: sedikit mudah terbakar; Kelas 2: mudah terbakar; Kelas 3: sangat mudah terbakar) dan ketoksikan (Kelas A: ketoksikan rendah; Kelas B: ketoksikan tinggi). Kebanyakan bahan pendingin peti sejuk tergolong dalam Kelas A.
• Prestasi Termodinamik: Merangkumi kecekapan penyejukan (COP, atau Pekali Prestasi, di mana lebih tinggi = lebih cekap), tekanan operasi (mesti sepadan dengan reka bentuk pemampat peti sejuk), dan julat suhu (sesuai untuk peti sejuk suhu sederhana atau peti sejuk beku suhu rendah).
• Keserasian: Berfungsi dengan pelincir pemampat peti sejuk (cth., minyak mineral, minyak POE) dan bahan (cth., pengedap, hos) untuk mengelakkan kerosakan sistem.

Analisis Penyejuk Individu

Setiap bahan pendingin mempunyai kekuatan dan batasan yang unik, menjadikannya sesuai untuk kes penggunaan tertentu—daripada peti sejuk isi rumah hinggalah peti sejuk beku komersial. Berikut ialah pecahan terperinci bagi setiap jenis.

1. R134a (Tetrafluoroetana)

Jenis Kimia: Hidrofluorokarbon tulen (HFC)

Spesifikasi Utama:

• ODP: 0 (selamat daripada ozon)
• GWP: 1,430 (mengikut Laporan Penilaian Keenam IPCC, ufuk 100 tahun)
• Kelas Keselamatan ASHRAE: A1 (tidak mudah terbakar, ketoksikan rendah)
• Tekanan Operasi: Sederhana (berbanding dengan bahan pendingin lain)
• Keserasian: Berfungsi dengan pelincir POE (poliol ester) atau PAG (polialkilena glikol).

Prestasi & Aplikasi:

R134a muncul pada tahun 1990-an sebagai pengganti R12 (CFC dengan ODP yang tinggi, kini diharamkan di bawah Protokol Montreal). Ia menjadi bahan ruji dalam peti sejuk isi rumah, penyejuk minuman kecil dan peti sejuk mudah alih kerana sifatnya yang tidak mudah terbakar dan mudah disepadukan ke dalam sistem sedia ada. Kecekapan penyejukannya (COP) adalah sederhana—mencukupi untuk suhu peti sejuk standard (2–8°C untuk petak segar, -18°C untuk peti sejuk beku) tetapi lebih rendah daripada penyejuk semula jadi seperti R600a.

Status Kawal Selia & Alam Sekitar:

Walaupun R134a selamat untuk ozon, GWPnya yang tinggi telah menyebabkan sekatan di Eropah dan Amerika Utara. Di bawah Peraturan Gas-F EU (EC No 517/2014), penggunaan R134a dalam peralatan penyejukan baharu telah dikurangkan secara berperingkat sejak 2020, dengan pengurangan selanjutnya dirancang. Ia kekal biasa dalam peti sejuk lama tetapi digantikan dengan alternatif GWP rendah dalam model baharu.

Cabaran: GWP yang tinggi mengehadkan daya tahan jangka panjang; kecekapan yang lebih rendah daripada bahan pendingin semula jadi.

2. R600a (Isobutana)

Jenis Kimia: Hidrokarbon tulen (HC, "penyejuk semula jadi" yang berasal daripada petroleum/gas)

Spesifikasi Utama:

• ODP: 0 (selamat daripada ozon)
• GWP: 3 (kesan iklim yang boleh diabaikan—salah satu yang terendah yang ada)
• Kelas Keselamatan ASHRAE: A3 (sangat mudah terbakar, ketoksikan rendah)
• Tekanan Operasi: Rendah (memerlukan pemampat yang direka bentuk untuk sistem tekanan rendah)
• Keserasian: Berfungsi dengan minyak mineral atau pelincir alkilbenzena (AB) (bukan POE/PAG).

Prestasi & Aplikasi:

R600a kini merupakan bahan pendingin dominan dalam peti sejuk isi rumah moden di Eropah dan Amerika Utara. Kecekapan penyejukannya yang tinggi (COP 5–10% lebih tinggi daripada R134a) mengurangkan penggunaan tenaga, selaras dengan piawaian Label Tenaga EU dan ENERGY STAR® AS. GWPnya yang rendah juga menjadikannya mematuhi sepenuhnya peraturan pelepasan yang ketat.

Pertimbangan Keselamatan & Pemasangan:

Kemudahbakaran merupakan cabaran utama R600a. Bagi mengurangkan risiko, pengeluar mengehadkan saiz casnya di dalam peti sejuk (biasanya ≤150 gram) dan menggunakan komponen kalis letupan (contohnya, pemampat tertutup, bahagian elektrik yang tidak mencetuskan percikan api). Juruteknik memerlukan latihan khusus untuk mengendalikan kebocoran, kerana wap R600a pekat mudah terbakar.

Cabaran: Kemudahbakaran yang tinggi memerlukan reka bentuk dan pengendalian yang berfokuskan keselamatan; tidak serasi dengan minyak POE/PAG.

3. R290 (Propana)

Jenis Kimia: Hidrokarbon tulen (HC, bahan pendingin semula jadi)

Spesifikasi Utama:

• ODP: 0 (selamat daripada ozon)
• GWP: 3 (sama seperti R600a, impak iklim ultra rendah)
• Kelas Keselamatan ASHRAE: A3 (sangat mudah terbakar, ketoksikan rendah—sedikit lebih mudah terbakar daripada R600a, dengan tenaga penyalaan yang lebih rendah)
• Tekanan Operasi: Sederhana-rendah (lebih tinggi daripada R600a, lebih rendah daripada R134a)
• Keserasian: Berfungsi dengan minyak mineral atau pelincir AB.

Prestasi & Aplikasi:

R290 menawarkan kecekapan penyejukan yang luar biasa—COPnya adalah 10–15% lebih tinggi daripada R134a, menjadikannya sesuai untuk penyejukan cekap tenaga. Ia digunakan dalam peti sejuk isi rumah kecil hingga sederhana, peti sejuk mini dan beberapa penyejuk paparan komersial (di mana saiz cas adalah terhad). Di rantau seperti EU, ia semakin diterima pakai sebagai pengganti langsung untuk R134a dalam model baharu.

Status Keselamatan & Kawal Selia:

Seperti R600a, kemudahbakaran R290 memerlukan langkah keselamatan yang ketat: had cas (≤150 gram untuk peti sejuk isi rumah), sistem pengesanan kebocoran dan bahan tidak mudah terbakar di bahagian dalam peti sejuk. Ia mematuhi sepenuhnya Peraturan Gas-F EU dan SNAP EPA AS, tanpa pelan pengurangan secara berperingkat kerana GWPnya yang rendah.

Cabaran: Kemudahbakaran yang lebih tinggi daripada R600a; memerlukan ujian keselamatan yang lebih ketat semasa pembuatan.

4. R404a (Campuran R125, R134a, R143a)

Jenis Kimia: Campuran HFC hampir-azeotropik (berbilang HFC dicampur untuk meniru sifat-sifat penyejuk tunggal)

Spesifikasi Utama:

• ODP: 0 (selamat daripada ozon)
• GWP: 3,922 (sangat tinggi—salah satu bahan penyejuk yang paling memberi kesan kepada iklim)
• Kelas Keselamatan ASHRAE: A1 (tidak mudah terbakar, ketoksikan rendah)
• Tekanan Operasi: Tinggi (dioptimumkan untuk sistem suhu rendah)
• Keserasian: Berfungsi dengan pelincir POE.

Prestasi & Aplikasi:

R404a pernah menjadi standard emas untuk penyejukan komersial, termasuk peti sejuk beku walk-in, bekas pameran pasar raya dan peti sejuk industri yang beroperasi pada suhu -20°C hingga -40°C. Kapasiti penyejukannya yang tinggi dan kestabilan pada suhu rendah menjadikannya sesuai untuk aplikasi ini.

Status Kawal Selia & Alam Sekitar:

GWP ultra tinggi R404a telah menyebabkan pemansuhannya hampir sepenuhnya di Eropah dan Amerika Utara. Di bawah Peraturan Gas-F EU, penggunaannya dalam peralatan baharu telah diharamkan pada tahun 2020, dan import/eksportnya sangat dihadkan. Di AS, EPA telah menyenaraikan R404a sebagai "bahan GWP tinggi" dan memerlukan penggantian dengan alternatif GWP rendah (contohnya, R452A, R513A) dalam sistem baharu. Ia kekal dalam peti sejuk komersial yang lebih lama tetapi sedang dihentikan secara berperingkat melalui pengubahsuaian.

Cabaran: GWP yang terlalu tinggi; kecekapan tenaga yang lemah berbanding alternatif moden; menyumbang dengan ketara kepada perubahan iklim.

5. R507 (Campuran R125 & R143a)

Jenis Kimia: Campuran HFC Azeotropik (campuran yang mendidih/memeluwap pada satu suhu, seperti bahan pendingin tulen)

Spesifikasi Utama:

• ODP: 0 (selamat daripada ozon)
• GWP: 3,985 (hampir sama dengan R404a, ultra tinggi)
• Kelas Keselamatan ASHRAE: A1 (tidak mudah terbakar, ketoksikan rendah)
• Tekanan Operasi: Tinggi (sedikit lebih tinggi daripada R404a)
• Keserasian: Berfungsi dengan pelincir POE.

Prestasi & Aplikasi:

R507 ialah sepupu rapat R404a, direka untuk penyejukan komersial suhu rendah (contohnya, peti sejuk beku, bekas paparan makanan beku) di mana penyejukan yang konsisten pada -30°C hingga -50°C diperlukan. Sifat azeotropiknya bermakna ia tidak terpisah kepada komponen semasa kebocoran, memudahkan penyelenggaraan—satu kelebihan berbanding campuran hampir azeotropik seperti R404a.

Status Kawal Selia & Alam Sekitar:

Seperti R404a, GWP R507 yang tinggi telah menyebabkan peraturan yang ketat. Peraturan Gas-F EU mengharamkan penggunaannya dalam peralatan baharu pada tahun 2020, dan EPA AS telah menetapkannya sebagai "bahan yang membimbangkan" di bawah SNAP. Ia digantikan dengan alternatif GWP rendah seperti R448A (GWP = 1,387) dan R449A (GWP = 1,397) dalam aplikasi komersial.

Cabaran: GWP yang sangat tinggi; tiada daya maju jangka panjang di bawah peraturan pelepasan global; terhad kepada sistem legasi.

Trend harga bagi bahan penyejuk yang berbeza adalah berbeza. Ini adalah carta trend sehingga Jun 2025:

Gambaran Keseluruhan Perbandingan Bahan Penyejuk

Jadual di bawah meringkaskan perbezaan utama antara lima bahan pendingin, yang menonjolkan kesesuaiannya untuk kes penggunaan tertentu:

Trend Kawal Selia & Perubahan Industri

Pasaran penyejuk global didorong oleh dua matlamat utama: menghapuskan bahan penipisan ozon (dicapai untuk kebanyakan penyejuk) dan mengurangkan pelepasan gas rumah hijau (fokus semasa). Di Eropah dan Amerika Utara, peraturan sedang mempercepatkan peralihan kepada pilihan GWP rendah:

• Peraturan Gas-F EU: Mewajibkan pengurangan 79% dalam penggunaan HFC menjelang 2030 (berbanding tahap 2015) dan mengharamkan penyejuk berkadar GWP tinggi (GWP > 2,500) dalam peralatan penyejukan baharu.
• SNAP EPA AS: Menyenaraikan bahan pendingin GWP rendah (cth., R600a, R290, R452A) sebagai "boleh diterima" untuk kebanyakan aplikasi dan melarang pilihan GWP tinggi (cth., R404a, R507) dalam sistem baharu.

Bagi pengguna, ini bermaksud:

• Peti sejuk isi rumah baharu hampir secara eksklusif akan menggunakan R600a atau R290 (disebabkan oleh GWP yang rendah dan kecekapan yang tinggi).
• Penyejukan komersial akan beralih kepada campuran GWP rendah (contohnya, R448A, R454C) atau bahan penyejuk semula jadi seperti CO₂ (R744) untuk sistem yang besar.
• Peti sejuk lama yang menggunakan R134a, R404a atau R507 memerlukan pelupusan atau pengubahsuaian yang betul untuk mematuhi peraturan.

Memilih bahan pendingin yang tepat untuk peti sejuk bergantung kepada keseimbangan empat faktor: impak alam sekitar (ODP/GWP), keselamatan (kemudahbakaran/ketoksikan), prestasi (kecekapan/tekanan), dan pematuhan peraturan. Untuk kebanyakan aplikasi moden:

• R600a dan R290 adalah pilihan terbaik untuk peti sejuk isi rumah, menawarkan GWP ultra rendah dan kecekapan tinggi (dengan langkah keselamatan untuk menangani kemudahbakaran).
• R404a dan R507 sudah ketinggalan zaman untuk sistem baharu, terhad kepada peralatan komersial legasi sehingga pengubahsuaian atau penggantian dilakukan.
• R134a merupakan pilihan peralihan, yang secara beransur-ansur dihentikan dan digantikan dengan bahan penyejuk semula jadi.

Dengan peraturan yang diperketatkan dan teknologi semakin maju, industri akan terus mengutamakan bahan penyejuk semula jadi dan campuran GWP rendah—memastikan sistem penyejukan berkesan dan mampan untuk jangka masa panjang. Bagi juruteknik dan pengguna, maklumat lanjut tentang perbezaan ini adalah kunci untuk membuat keputusan yang bertanggungjawab dan mematuhi peraturan.

Sumber: Buku Panduan ASHRAE—Penyejukan (2021), Laporan Penilaian Keenam IPCC (2022), Peraturan Gas-F EU (EC No. 517/2014), Program SNAP EPA AS (2023).