Kjøleskap og frysere, som utstyr for lavtemperaturlagring for husholdnings- og kommersiell bruk, har sett kontinuerlige iterasjoner i valg av kjølemiddel sentrert rundt "tilpasningsevne for kjøleeffektivitet" og "miljøkrav". De vanlige typene og egenskapene i ulike stadier er svært i tråd med utstyrets behov.
Tidlig mainstream: Bruk av KFK-kjølemidler med «høy effektivitet, men høy skadevirkning»
Fra 1950-tallet til 1990-tallet var R12 (diklordifluormetan) det absolutte mainstream-kjølemiddelet. Når det gjelder utstyrets tilpasningsevne, passet de termodynamiske egenskapene til R12 perfekt til behovene for lavtemperaturlagring – med en standard fordampningstemperatur på -29,8 °C kunne det enkelt oppfylle temperaturkravene til kjøleskapets ferskhetsoppbevaringsrom (0-8 °C) og fryserom (under -18 °C). Dessuten hadde det ekstremt sterk kjemisk stabilitet og utmerket kompatibilitet med kobberrør, stålskall og mineralsmøreoljer inne i kjøleskap, noe som sjelden forårsaket korrosjon eller rørblokkeringer, og kunne sikre utstyrets levetid i mer enn 10 år.
R12 har en ODP-verdi på 1,0 (en referanseverdi for ozonnedbrytende potensial) og en GWP-verdi på omtrent 8500, noe som gjør den til en sterk klimagass. Med ikrafttredelsen av Montrealprotokollen har global bruk av R12 i nyproduserte frysere blitt gradvis forbudt siden 1996. For tiden er det bare noe gammelt utstyr som fortsatt har rester av slike kjølemidler, og står overfor dilemmaet med ingen alternative kilder under vedlikehold.
Overgangsfase: Begrensninger ved «delvis erstatning» med HKFK-kjølemidler
For å håndtere utfasingen av R12 ble R22 (difluormonoklormetan) en gang i en kort periode brukt i noen kommersielle frysere (som små frysere i nærbutikker). Fordelen ligger i at den termodynamiske ytelsen er nær R12s, uten behov for vesentlige modifikasjoner av fryserens kompressor og rørledningsdesign, og ODP-verdien er redusert til 0,05, noe som svekker ozonnedbrytende kapasiteten betydelig.
Manglene ved R22 er imidlertid også åpenbare: på den ene siden er GWP-verdien omtrent 1810, og tilhører fortsatt en gruppe med høye klimagasser, noe som ikke samsvarer med den langsiktige miljøverntrenden. På den annen side er kjøleeffektiviteten (COP) til R22 lavere enn R12, noe som vil føre til en økning i strømforbruket på omtrent 10–15 % når det brukes i husholdningskjøleskap, så det har ikke blitt vanlig i husholdningskjøleskap. Med den akselererte globale utfasingen av HKFK-kjølemidler i 2020, har R22 i hovedsak trukket seg tilbake fra bruk i kjøleskap og frysere.
I. Nåværende vanlige kjølemidler: Scenariospesifikk tilpasning av HFK-er og typer med lavt GWP
For tiden viser utvalget av kjølemedier for kjøleskap på markedet kjennetegnene ved «forskjell mellom husholdnings- og kommersiell bruk, og balanse mellom miljøvern og kostnad», hovedsakelig delt inn i to hovedtyper, som tilpasser seg de funksjonelle behovene til ulikt utstyr:
1. Små frysere: «Stabil dominans» av kjølemidler
R134a (tetrafluoretan) er det vanligste kjølemediet for nåværende kjøleskap (spesielt modeller med en kapasitet på mindre enn 200 liter), og står for mer enn 70 %. De viktigste tilpasningsfordelene gjenspeiles i tre aspekter: for det første oppfyller det miljøvernstandarder, med en ODP-verdi på 0, noe som fullstendig eliminerer risikoen for ozonlagsskader og overholder de grunnleggende kravene i globale miljøforskrifter. For det andre er den termodynamiske ytelsen egnet, med en standard fordampningstemperatur på -26,1 °C, som sammen med kjøleskapets høyeffektive kompressor stabilt kan oppnå temperaturen i fryserommet fra -18 °C til -25 °C, og kjøleeffektiviteten (COP) er 8 %–12 % høyere enn R22, noe som kan redusere strømforbruket til utstyret. For det tredje har den pålitelig sikkerhet, tilhører klasse A1-kjølemidler (ikke-giftige og ikke-brennbare). Selv om det oppstår en liten lekkasje, vil den ikke forårsake sikkerhetsfare for familiemiljøet, og har god kompatibilitet med plastdelene og kompressorens smøreolje inne i kjøleskapet, med lav feilrate.
I tillegg bruker noen kjøleskap i mellom- til toppklassen R600a (isobutan, et hydrokarbon) – et naturlig kjølemiddel med en ODP-verdi på 0 og en GWP-verdi på bare 3. Dette gir langt bedre miljøytelse enn R134a. Kjøleeffektiviteten er 5–10 % høyere enn R134a, noe som kan redusere energiforbruket ytterligere. R600a tilhører imidlertid klasse A3-kjølemidler (svært brannfarlige), og når volumkonsentrasjonen i luften når 1,8–8,4 %, vil det eksplodere når det utsettes for åpen flamme. Derfor er det bare begrenset til bruk i kjøleskap i husholdninger (påfyllingsmengden er strengt begrenset til 50–150 g, mye lavere enn for kommersielt utstyr). Kjøleskapet må være utstyrt med lekkasjedeteksjonsenheter (som trykksensorer) og eksplosjonssikre kompressorer, med en kostnad på 15–20 % høyere enn for R134a-modeller. Derfor har det ikke blitt fullt ut populært.
2. Kommersielle frysere / store kjøleskap: «Gradvis inntrengning» av kjølemidler med lavt GWP
Kommersielle frysere (som supermarkedøyfrysere) har høyere krav til «miljøvern» og «kjøleeffektivitet» for kjølemidler på grunn av deres store kapasitet (vanligvis mer enn 500 liter) og høye kjølebelastning. For tiden er de vanlige valgene delt inn i to kategorier:
(1) HFK-blandinger: «Tilpasning til høy belastning» av R404A
R404A (en blanding av pentafluoretan, difluormetan og tetrafluoretan) er det vanlige kjølemiddelet for kommersielle lavtemperaturfrysere (som -40 °C hurtigfrysere), og står for omtrent 60 %. Fordelen er at kjøleytelsen under lave temperaturforhold er enestående – ved en fordampningstemperatur på -40 °C er kjølekapasiteten 25 %–30 % høyere enn for R134a, som raskt kan dekke lavtemperaturlagringsbehovene til frysere. Det tilhører også klasse A1-kjølemidler (ikke-giftige og ikke-brennbare), med en påfyllingsmengde på opptil flere kilogram (langt over husholdningskjøleskap), uten å bekymre seg for brannfare, og tilpasser seg høybelastningsdrift i store frysere.
Miljøvernmanglene ved R404A har imidlertid gradvis blitt fremtredende. GWP-verdien er så høy som 3922, og tilhører en gruppe med høye klimagasser. For tiden har EU og andre regioner utstedt forskrifter for å begrense bruken (som å forby bruk av kjølemidler med GWP > 2500 i nyproduserte kommersielle frysere etter 2022). Derfor blir R404A gradvis erstattet av kjølemidler med lavt GWP-nivå.
(2) Lav-GWP-typer: «Miljøalternativer» til R290 og CO₂
Med tanke på skjerpede miljøforskrifter har R290 (propan) og CO₂ (R744) blitt nye valg for kommersielle frysere, og de tilpasser seg ulike behov i ulike scenarier:
R290 (propan)Brukes hovedsakelig i små kommersielle frysere (som horisontale frysere i nærbutikker). ODP-verdien er 0, GWP-verdien er omtrent 3, med ekstremt sterk miljøbeskyttelse; og kjøleeffektiviteten er 10–15 % høyere enn R404A, noe som kan redusere driftsenergiforbruket til kommersielle frysere (kommersielt utstyr er i drift i mer enn 20 timer om dagen, og energiforbrukskostnadene utgjør en høy andel). R290 tilhører imidlertid klasse A3-kjølemidler (svært brannfarlige), og påfyllingsmengden må kontrolleres strengt innenfor 200 g (så det er bare begrenset til små frysere). I tillegg må fryseren bruke eksplosjonssikre kompressorer, lekkasjesikre rørledninger (som kobber-nikkel-legeringsrør) og ventilasjons- og varmeavledningsdesign. For tiden har andelen i europeiske nærbutikkfrysere oversteget 30 %.
CO₂ (R744)Brukes hovedsakelig i kommersielle frysere med ultralav temperatur (som -60 °C biologiske prøvefrysere). Standard fordampningstemperatur er -78,5 °C, noe som kan oppnå lagring ved ultralav temperatur uten et komplekst kaskadekjølesystem; og den har en ODP-verdi på 0 og en GWP-verdi på 1, med uerstattelig miljøvern, og er giftfri og ikke-brennbar, med bedre sikkerhet enn R290. CO₂ har imidlertid en lav kritisk temperatur (31,1 °C). Når omgivelsestemperaturen overstiger 25 °C, kreves "transkritisk syklus"-teknologi, noe som resulterer i at kompressortrykket i fryseren er så høyt som 10-12 MPa, noe som krever bruk av rørledninger i rustfritt stål med høy styrke og høytrykksbestandige kompressorer, med en kostnad som er 30 % -40 % høyere enn for R404A-frysere. Derfor brukes den for tiden hovedsakelig i scenarier med ekstremt høye krav til miljøvern og lave temperaturer (som medisinske og vitenskapelige forskningsfrysere).
II. Fremtidige trender for kjølemidler: Lavt GWP og høy sikkerhet blir sentrale retninger
Kombinert med globale miljøforskrifter (som EUs F-gassforordning, Kinas implementeringsplan for Montrealprotokollen) og oppgraderinger av utstyrsteknologi, vil kjølemedier for kjøleskap og frysere vise tre hovedtrender i fremtiden:
HusholdningskjøleskapR600a erstatter gradvis R134a – med modenheten av lekkasjehemmende og eksplosjonssikre teknologier (som nye tetningslister, automatiske lekkasjeavskjæringsanordninger), vil kostnaden for R600a gradvis synke (det forventes at kostnaden vil falle med 30 % i løpet av de neste 5 årene), og fordelene med høy miljøvern og høy kjøleeffektivitet vil bli fremhevet. Det forventes at andelen R600a i husholdningskjøleskap vil overstige 50 % innen 2030, og erstatte R134a som vanlig type.
Kommersielle frysere«Tosporsutvikling» av blandinger av CO₂ og HFO – for kommersielle frysere med ultralav temperatur (under -40 °C) vil den tekniske modenheten til CO₂ fortsette å forbedres (som for eksempel høyeffektive transkritiske sykluskompressorer), og kostnaden vil gradvis synke, med en forventet andel på over 40 % innen 2028. For kommersielle frysere med middels temperatur (-25 °C til -18 °C) vil R454C (en blanding av HFO og HFK, GWP≈466) bli mainstream, med kjøleytelse nær R404A, og tilhørende klasse A2L-kjølemidler (lav toksisitet og lav brennbarhet), uten strenge begrensninger på påfyllingsmengde, med en balanse mellom miljøvern og praktisk anvendelighet.
Oppgraderte sikkerhetsstandarderFra «passiv beskyttelse» til «aktiv overvåking» – uavhengig av husholdnings- eller kommersielt utstyr, vil fremtidige kjølesystemer generelt være utstyrt med funksjoner for «intelligent lekkasjeovervåking + automatisk nødbehandling» (som laserlekkasjesensorer for husholdningskjøleskap, konsentrasjonsalarmer og ventilasjonskoblingsenheter for kommersielle frysere), spesielt for brennbare kjølemidler som R600a og R290, for å eliminere potensielle sikkerhetsfarer gjennom tekniske midler og fremme omfattende popularisering av kjølemidler med lavt GWP.
III. Prioritet for samsvarende kjernescenarioer
For å dekke behovene til ulike brukere kan følgende prinsipper følges når man velger kjølemedier i kjøleskap:
Husholdningsbrukere: Prioritet gis til R600a-modeller (balanse mellom miljøvern og energisparing) – hvis budsjettet tillater det (200–500 yuan høyere enn R134a-modeller), bør kjøleskap merket med «R600a-kjølemiddel» prioriteres. Strømforbruket deres er 8–12 % lavere enn R134a-modellene, og de er mer miljøvennlige. Etter kjøp bør man være oppmerksom på å unngå at baksiden av kjøleskapet (der kompressoren er plassert) er i nærheten av åpen ild, og regelmessig kontrollere at dørpakningene er tette for å redusere risikoen for lekkasje.
Kommersielle brukere:Velg i henhold til temperaturbehov (balansering av kostnader og miljøvern) – frysere med middels temperatur (som frysere i nærbutikker) kan velge R290-modeller, med lavere langsiktige driftskostnader for energiforbruk. For frysere med ultralav temperatur (som hurtigfryseutstyr) foretrekkes CO₂-modeller hvis budsjettet er tilstrekkelig, da disse er i tråd med trenden innen miljøforskrifter og unngår risikoen for utfasing i fremtiden. Hvis kortsiktig kostnadsfølsomhet er en bekymring, kan R454C-modeller velges som en overgang, som balanserer ytelse og miljøvern.
Vedlikehold og utskiftingBruk den originale kjølemiddeltypen nøye – ikke bytt ut kjølemiddeltypen vilkårlig (for eksempel R134a med R600a) når du vedlikeholder gamle kjøleskap og frysere, da forskjellige kjølemidler har forskjellige krav til kompressorens smøreolje og rørledningstrykk. Blandet bruk vil føre til skade på kompressoren eller kjølefeil. Det er nødvendig å kontakte fagfolk for å etterfylle kjølemidler i henhold til typen som er merket på utstyrets navneskilt.
Innleggstidspunkt: 29. august 2025 Visninger: