Frigiderele și congelatoarele, ca echipamente de depozitare la temperatură joasă pentru uz casnic și comercial, au cunoscut iterații continue în selecția agenților frigorigeni, axate pe „adaptabilitatea eficienței frigorifice” și „cerințele de reglementare a mediului”. Tipurile și caracteristicile principale în diferite etape sunt în mare măsură aliniate cu nevoile echipamentelor.
Introducere timpurie: Aplicarea agenților frigorigeni CFC cu „eficiență ridicată, dar cu efecte nocive mari”
Din anii 1950 până în anii 1990, R12 (diclordifluorometan) a fost agentul frigorific principal. În ceea ce privește adaptabilitatea echipamentelor, proprietățile termodinamice ale R12 s-au potrivit perfect nevoilor de depozitare la temperatură scăzută - cu o temperatură standard de evaporare de -29,8°C, putea satisface cu ușurință cerințele de temperatură ale compartimentelor de păstrare a prospețimii din frigider (0-8°C) și ale compartimentelor de congelare (sub -18°C). Mai mult, avea o stabilitate chimică extrem de puternică și o compatibilitate excelentă cu țevile de cupru, carcasele de oțel și uleiurile lubrifiante minerale din interiorul frigiderelor, provocând rareori coroziune sau blocaje ale țevilor și putând asigura o durată de viață a echipamentului de peste 10 ani.
R12 are o valoare ODP de 1,0 (un punct de referință pentru potențialul de epuizare a stratului de ozon) și o valoare GWP de aproximativ 8500, ceea ce îl face un gaz cu efect de seră puternic. Odată cu intrarea în vigoare a Protocolului de la Montreal, utilizarea globală a R12 în congelatoarele nou produse a fost interzisă treptat din 1996. În prezent, doar unele echipamente vechi mai conțin astfel de agenți frigorifici reziduali și se confruntă cu dilema lipsei de surse alternative în timpul întreținerii.
Etapa de tranziție: Limitările „înlocuirii parțiale” cu agenți frigorigeni HCFC
Pentru a acoperi eliminarea treptată a R12, R22 (difluoromonoclorometan) a fost odată utilizat pentru scurt timp în unele congelatoare comerciale (cum ar fi congelatoarele din magazinele mici). Avantajul său constă în faptul că performanța sa termodinamică este apropiată de cea a R12, fără a fi nevoie de modificări semnificative ale designului compresorului și al conductei congelatorului, iar valoarea sa ODP este redusă la 0,05, slăbind semnificativ capacitatea sa de epuizare a stratului de ozon.
Cu toate acestea, deficiențele R22 sunt evidente: pe de o parte, valoarea sa GWP este de aproximativ 1810, aparținând în continuare gazelor cu efect de seră ridicat, ceea ce nu este conform cu tendința pe termen lung de protecție a mediului; pe de altă parte, eficiența frigorifică (COP) a R22 este mai mică decât cea a R12, ceea ce va duce la o creștere a consumului de energie cu aproximativ 10%-15% atunci când este utilizat în frigiderele de uz casnic, astfel încât nu a devenit principalul produs al frigiderelor de uz casnic. Odată cu eliminarea accelerată la nivel global a agenților frigorifici HCFC în 2020, R22 s-a retras practic din domeniul frigiderelor și congelatoarelor.
I. Agenți frigorigeni principali actuali: Adaptarea specifică scenariului a HFC-urilor și a tipurilor cu GWP redus
În prezent, selecția de agenți frigorigeni pentru frigidere de pe piață prezintă caracteristicile „diferențierii între utilizarea casnică și cea comercială și echilibrului între protecția mediului și cost”, împărțită în principal în două tipuri principale, adaptându-se nevoilor funcționale ale diferitelor echipamente:
1. Congelatoare mici: „Dominanță stabilă” a agenților frigorigeni
R134a (tetrafluoroetan) este agentul frigorific cel mai utilizat pentru frigiderele actuale (în special modelele cu o capacitate mai mică de 200 l), reprezentând peste 70%. Avantajele sale principale de adaptare se reflectă în trei aspecte: în primul rând, îndeplinește standardele de protecție a mediului, cu o valoare ODP de 0, eliminând complet riscul de deteriorare a stratului de ozon și respectând cerințele de bază ale reglementărilor globale de mediu; în al doilea rând, performanța sa termodinamică este adecvată, cu o temperatură standard de evaporare de -26,1°C, care, împreună cu compresorul de înaltă eficiență al frigiderului, poate atinge stabil temperatura compartimentului de congelare de la -18°C la -25°C, iar eficiența sa de refrigerare (COP) este cu 8%-12% mai mare decât cea a R22, ceea ce poate reduce consumul de energie al echipamentului; În al treilea rând, are o siguranță fiabilă, aparținând agenților frigorigeni din clasa A1 (netoxici și neinflamabili), chiar dacă apare o mică scurgere, nu va cauza pericole pentru siguranța mediului familial și are o bună compatibilitate cu piesele din plastic și uleiul de ungere al compresorului din interiorul frigiderului, cu o rată scăzută de defecțiune.
În plus, unele frigidere de uz casnic de gamă medie spre superioară vor folosi R600a (izobutan, o hidrocarbură) - un agent frigorific natural, care are o valoare ODP de 0 și o valoare GWP de doar 3, cu performanțe de mediu mult mai bune decât R134a, iar eficiența sa de refrigerare este cu 5%-10% mai mare decât cea a R134a, ceea ce poate reduce și mai mult consumul de energie. Cu toate acestea, R600a aparține agenților frigorifici din clasa A3 (foarte inflamabili), iar atunci când concentrația sa volumică în aer atinge 1,8%-8,4%, va exploda atunci când este expus la o flacără deschisă. Prin urmare, este limitat la utilizarea doar în frigiderele de uz casnic (cantitatea de încărcare este strict limitată la 50g-150g, mult mai mică decât cea a echipamentelor comerciale), iar frigiderul trebuie să fie echipat cu dispozitive de detectare a scurgerilor (cum ar fi senzori de presiune) și compresoare antiexplozie, cu un cost cu 15%-20% mai mare decât cel al modelelor R134a, așa că nu a fost pe deplin popularizat.
2. Congelatoare comerciale / frigidere mari: „Penetrare treptată” a agenților frigorigeni cu GWP scăzut
Congelatoarele comerciale (cum ar fi congelatoarele tip insulă pentru supermarketuri) au cerințe mai ridicate privind „protecția mediului” și „eficiența frigorifică” a agenților frigorigeni datorită capacității lor mari (de obicei mai mult de 500 l) și a încărcăturii frigorifice mari. În prezent, opțiunile principale sunt împărțite în două categorii:
(1) Amestecuri de HFC-uri: „Adaptare la sarcină mare” a R404A
R404A (un amestec de pentafluoroetan, difluorometan și tetrafluoroetan) este agentul frigorific principal pentru congelatoarele comerciale de joasă temperatură (cum ar fi congelatoarele cu congelare rapidă de -40°C), reprezentând aproximativ 60%. Avantajul său constă în performanța sa de refrigerare în condiții de temperatură scăzută - la o temperatură de evaporare de -40°C, capacitatea de refrigerare este cu 25%-30% mai mare decât cea a R134a, ceea ce poate satisface rapid nevoile de depozitare la temperatură scăzută ale congelatoarelor; și aparține agenților frigorifici din clasa A1 (netoxici și neinflamabili), cu o cantitate de încărcare de până la câțiva kilograme (depășind cu mult cea a frigiderelor de uz casnic), fără a fi nevoie de îngrijorări cu privire la riscurile de inflamabilitate, adaptându-se la funcționarea la sarcină mare a congelatoarelor mari.
Cu toate acestea, deficiențele de protecție a mediului ale R404A au devenit treptat proeminente. Valoarea sa GWP (Green Power Power) este de până la 3922, fiind considerată o gază cu efect de seră cu emisii ridicate. În prezent, Uniunea Europeană și alte regiuni au emis reglementări pentru a restricționa utilizarea sa (cum ar fi interzicerea utilizării agenților frigorifici cu GWP > 2500 în congelatoarele comerciale nou produse după 2022). Prin urmare, R404A este înlocuit treptat cu agenți frigorifici cu GWP scăzut.
(2) Tipuri cu GWP redus: „Alternative de mediu” pentru R290 și CO₂
Pe fondul unor reglementări de mediu mai stricte, R290 (propan) și CO₂ (R744) au devenit opțiuni emergente pentru congelatoarele comerciale, adaptându-se la diferite nevoi în diferite scenarii:
R290 (propan)Utilizat în principal în congelatoarele comerciale mici (cum ar fi congelatoarele orizontale din magazinele mixte). Valoarea sa ODP este 0, valoarea GWP este de aproximativ 3, cu o protecție a mediului extrem de puternică; iar eficiența sa de refrigerare este cu 10%-15% mai mare decât cea a R404A, ceea ce poate reduce consumul de energie în timpul funcționării congelatoarelor comerciale (echipamentele comerciale funcționează mai mult de 20 de ore pe zi, iar costurile consumului de energie reprezintă o proporție mare). Cu toate acestea, R290 aparține agenților frigorigeni din clasa A3 (foarte inflamabili), iar cantitatea de încărcare trebuie să fie strict controlată în limita a 200 g (deci este limitată doar la congelatoarele mici). În plus, congelatorul trebuie să adopte compresoare antiexplozie, conducte anti-scurgere (cum ar fi țevi din aliaj de cupru-nichel) și designuri de ventilație și disipare a căldurii. În prezent, proporția sa în congelatoarele din magazinele mixte europene a depășit 30%.
CO₂ (R744)Se utilizează în principal în congelatoare comerciale cu temperatură ultra-scăzută (cum ar fi congelatoarele pentru probe biologice -60°C). Temperatura sa standard de evaporare este de -78,5°C, ceea ce permite depozitarea la temperatură ultra-scăzută fără un sistem complex de refrigerare în cascadă; are o valoare ODP de 0 și o valoare GWP de 1, cu o protecție a mediului de neînlocuit, fiind netoxic și neinflamabil, cu o siguranță mai bună decât R290. Cu toate acestea, CO₂ are o temperatură critică scăzută (31,1°C). Când temperatura ambiantă depășește 25°C, este necesară tehnologia „ciclului transcritic”, ceea ce duce la o presiune a compresorului congelatorului de până la 10-12MPa, necesitând utilizarea de conducte din oțel inoxidabil de înaltă rezistență și compresoare rezistente la presiune înaltă, cu un cost cu 30%-40% mai mare decât cel al congelatoarelor R404A. Prin urmare, este utilizat în prezent în principal în scenarii cu cerințe extrem de ridicate pentru protecția mediului și temperaturi scăzute (cum ar fi congelatoarele pentru cercetare medicală și științifică).
II. Tendințe viitoare în materie de agenți frigorigeni: GWP scăzut și siguranță ridicată devin direcții principale
Combinate cu reglementările globale de mediu (cum ar fi Regulamentul UE privind gazele fluorurate, planul de implementare al Protocolului de la Montreal al Chinei) și modernizările tehnologice ale echipamentelor, agenții frigorigeni pentru frigidere și congelatoare vor prezenta trei tendințe majore în viitor:
Frigidere de uz casnicR600a înlocuiește treptat R134a – odată cu maturizarea tehnologiilor anti-scurgeri și antiexplozie (cum ar fi noile benzi de etanșare, dispozitivele automate de oprire a scurgerilor), costul R600a va scădea treptat (se așteaptă ca acesta să scadă cu 30% în următorii 5 ani), iar avantajele sale de protecție ridicată a mediului și eficiență ridicată a refrigerarii vor fi evidențiate. Se așteaptă ca proporția de R600a în frigiderele de uz casnic să depășească 50% până în 2030, înlocuind R134a ca principalul gaz.
Congelatoare comerciale„Dezvoltare dublă” a amestecurilor de CO₂ și HFO – pentru congelatoarele comerciale la temperaturi ultra-scăzute (sub -40°C), maturitatea tehnică a CO₂ va continua să se îmbunătățească (cum ar fi compresoarele cu ciclu transcritic de înaltă eficiență), iar costul va scădea treptat, proporția fiind estimată să depășească 40% până în 2028; pentru congelatoarele comerciale la temperatură medie (-25°C până la -18°C), R454C (un amestec de HFO și HFC, GWP≈466) va deveni principalul agent frigorific, cu performanțe de refrigerare apropiate de cele ale R404A și aparținând agenților frigorigeni din clasa A2L (toxicitate scăzută și inflamabilitate scăzută), fără restricții stricte privind cantitatea de încărcare, echilibrând protecția mediului și caracterul practic.
Standarde de siguranță îmbunătățiteDe la „protecție pasivă” la „monitorizare activă” – indiferent de echipamentele casnice sau comerciale, viitoarele sisteme de refrigerare vor fi, în general, echipate cu funcții de „monitorizare inteligentă a scurgerilor + tratament automat de urgență” (cum ar fi senzori laser de scurgeri pentru frigiderele casnice, alarme de concentrație și dispozitive de conectare a ventilației pentru congelatoarele comerciale), în special pentru agenți frigorifici inflamabili precum R600a și R290, pentru a elimina potențialele pericole de siguranță prin mijloace tehnice și a promova popularizarea pe scară largă a agenților frigorifici cu GWP redus.
III. Prioritatea potrivirii scenariilor de bază
Pentru nevoile diferiților utilizatori, la selectarea agenților frigorifici pentru frigider se pot urma următoarele principii:
Utilizatori casnici: Se acordă prioritate modelelor cu R600a (echilibrând protecția mediului și economisirea energiei) – dacă bugetul permite (cu 200-500 de yuani mai mult decât modelele cu R134a), ar trebui acordată prioritate frigiderelor marcate cu „agent frigorific R600a”. Consumul lor de energie este cu 8%-12% mai mic decât cel al modelelor cu R134a și sunt mai ecologice; după achiziționare, trebuie acordată atenție evitării apropierii părții din spate a frigiderului (unde se află compresorul) de flăcări deschise și verificării regulate a etanșeității garniturilor ușii pentru a reduce riscul de scurgeri.
Utilizatori comerciali:Alegeți în funcție de nevoile de temperatură (echilibrând costurile și protecția mediului) – congelatoarele cu temperatură medie (cum ar fi congelatoarele din magazinele de proximitate) pot alege modele R290, cu costuri de consum energetic pe termen lung mai mici; pentru congelatoarele cu temperatură ultra-scăzută (cum ar fi echipamentele de congelare rapidă), dacă bugetul este suficient, sunt preferate modelele CO₂, care sunt în conformitate cu tendința reglementărilor de mediu și evită riscul eliminării treptate în viitor; dacă sensibilitatea la costurile pe termen scurt este o preocupare, modelele R454C pot fi alese ca o tranziție, echilibrând performanța și protecția mediului.
Întreținere și înlocuireRespectați cu strictețe tipul de agent frigorific original – la întreținerea frigiderelor și congelatoarelor vechi, nu înlocuiți în mod arbitrar tipul de agent frigorific (cum ar fi înlocuirea R134a cu R600a), deoarece diferiți agenți frigorifici au cerințe diferite privind uleiul de ungere al compresorului și presiunea din conducte. Utilizarea mixtă va cauza deteriorarea compresorului sau defectarea sistemului de refrigerare. Este necesar să contactați profesioniști pentru a adăuga agenți frigorifici în funcție de tipul marcat pe plăcuța de identificare a echipamentului.
Data publicării: 29 august 2025 Vizualizări: