Chladničky a mrazničky, jakožto nízkoteplotní skladovací zařízení pro domácí i komerční použití, procházejí neustálými změnami ve výběru chladiva, zaměřenými na „adaptabilitu chladicí účinnosti“ a „požadavky environmentálních předpisů“. Hlavní typy a vlastnosti v různých fázích jsou úzce sladěny s potřebami daného zařízení.
Raný mainstream: Aplikace chladiv CFC s „vysokou účinností, ale vysokou škodlivostí“
Od 50. do 90. let 20. století bylo R12 (dichlordifluormethan) absolutně nejrozšířenějším chladivem. Z hlediska adaptability zařízení termodynamické vlastnosti R12 dokonale odpovídaly potřebám nízkoteplotního skladování – se standardní teplotou vypařování -29,8 °C snadno splňovalo teplotní požadavky chladniček pro uchovávání čerstvých potravin (0–8 °C) a mrazicích prostorů (pod -18 °C). Navíc mělo extrémně silnou chemickou stabilitu a vynikající kompatibilitu s měděnými trubkami, ocelovými plášti a minerálními mazacími oleji uvnitř chladniček, zřídka způsobovalo korozi nebo ucpávání potrubí a mohlo zajistit životnost zařízení více než 10 let.
R12 má hodnotu ODP 1,0 (referenční hodnota pro potenciál poškozování ozonové vrstvy) a hodnotu GWP přibližně 8500, což z něj činí silný skleníkový plyn. Se vstupem Montrealského protokolu v platnost je od roku 1996 postupně zakázáno celosvětové používání R12 v nově vyrobených mrazničkách. V současné době pouze některá stará zařízení stále obsahují zbytková tato chladiva a během údržby čelí dilematu neexistence alternativních zdrojů.
Přechodná fáze: Omezení „částečné náhrady“ chladivy s HCFC
Aby se překlenulo postupné vyřazování R12, byl v některých komerčních mrazničkách (například v malých mrazničkách v obchodech s potravinami) krátce používán R22 (difluormonochlormethan). Jeho výhoda spočívá v tom, že jeho termodynamický výkon se blíží R12, aniž by bylo nutné výrazně upravovat konstrukci kompresoru a potrubí mrazničky, a jeho hodnota ODP je snížena na 0,05, což výrazně oslabuje jeho schopnost poškozovat ozonovou vrstvu.
Nedostatky R22 jsou však také zřejmé: na jedné straně je jeho hodnota GWP okolo 1810, což stále patří k vysoce skleníkovým plynům, což neodpovídá dlouhodobému trendu ochrany životního prostředí; na druhé straně je chladicí účinnost (COP) R22 nižší než u R12, což povede ke zvýšení spotřeby energie o přibližně 10–15 % při použití v domácích chladničkách, takže se nestalo běžným prvkem v domácích chladničkách. S urychleným globálním postupným vyřazováním chladiv HCFC v roce 2020 se R22 v podstatě stáhlo z používání v oblasti chladniček a mrazniček.
I. Současná hlavní chladiva: Adaptace HFC a typů s nízkým GWP pro konkrétní scénáře
V současné době se výběr chladiv pro chladničky na trhu vyznačuje „rozlišováním mezi domácím a komerčním použitím a rovnováhou mezi ochranou životního prostředí a náklady“, přičemž se dělí především na dva hlavní typy, které se přizpůsobují funkčním potřebám různých zařízení:
1. Malé mrazničky: „Stabilní dominance“ chladiv
R134a (tetrafluorethan) je nejběžnější chladivo pro současné chladničky (zejména modely s objemem menším než 200 litrů), což představuje více než 70 %. Jeho hlavní výhody se odrážejí ve třech aspektech: za prvé, splňuje normy ochrany životního prostředí s hodnotou ODP 0, čímž zcela eliminuje riziko poškození ozonové vrstvy a splňuje základní požadavky globálních environmentálních předpisů; za druhé, jeho termodynamický výkon je vhodný, se standardní teplotou vypařování -26,1 °C, což spolu s vysoce účinným kompresorem chladničky umožňuje stabilně dosahovat teploty mrazicího prostoru od -18 °C do -25 °C, a jeho chladicí účinnost (COP) je o 8 %–12 % vyšší než u R22, což může snížit spotřebu energie zařízení; Za třetí, má spolehlivou bezpečnost, patří do chladiv třídy A1 (netoxické a nehořlavé), a i když dojde k mírnému úniku, nezpůsobí to bezpečnostní riziko pro rodinné prostředí a má dobrou kompatibilitu s plastovými díly a mazacím olejem kompresoru uvnitř chladničky s nízkou poruchovostí.
Kromě toho některé domácí ledničky střední až vyšší třídy používají R600a (isobutan, uhlovodík) – přírodní chladivo s hodnotou ODP 0 a hodnotou GWP pouze 3, s mnohem lepšími ekologickými vlastnostmi než R134a a jeho chladicí účinnost je o 5–10 % vyšší než u R134a, což může dále snížit spotřebu energie. R600a však patří do třídy chladiv A3 (vysoce hořlavé) a pokud jeho objemová koncentrace ve vzduchu dosáhne 1,8–8,4 %, exploduje při vystavení otevřenému ohni. Proto je jeho použití omezeno pouze na domácí ledničky (množství náplně je přísně omezeno na 50–150 g, což je mnohem méně než u komerčních zařízení) a lednice musí být vybavena zařízeními proti úniku (například tlakovými senzory) a kompresory v nevýbušném provedení, jejichž cena je o 15–20 % vyšší než u modelů s R134a, takže se dosud plně nepopularizovalo.
2. Komerční mrazničky / velké chladničky: „Postupné zavádění“ chladiv s nízkým GWP
Komerční mrazničky (například mrazicí ostrůvky v supermarketech) mají vyšší požadavky na „ochranu životního prostředí“ a „účinnost chlazení“ chladiv kvůli jejich velké kapacitě (obvykle více než 500 litrů) a vysokému chladicímu zatížení. V současné době se běžné možnosti dělí do dvou kategorií:
(1) Směsi HFC: „Adaptace na vysoké zatížení“ R404A
R404A (směs pentafluorethanu, difluormethanu a tetrafluorethanu) je hlavní chladivo pro komerční nízkoteplotní mrazničky (jako jsou rychlomrazničky s teplotou -40 °C) a tvoří přibližně 60 %. Jeho výhodou je vynikající chladicí výkon za nízkých teplot – při teplotě vypařování -40 °C je chladicí kapacita o 25–30 % vyšší než u R134a, které dokáže rychle uspokojit potřeby nízkoteplotního skladování mrazniček. Patří do třídy chladiv A1 (netoxické a nehořlavé) s objemem náplně až několik kilogramů (daleko přesahujícím množství u domácích chladniček), bez obav z rizika hořlavosti, a přizpůsobuje se provozu velkých mrazniček s vysokým zatížením.
Nedostatky chladiva R404A v ochraně životního prostředí se však postupně staly zřejmými. Jeho hodnota GWP dosahuje až 3922, což patří mezi plyny s vysokým skleníkovým efektem. V současné době Evropská unie a další regiony vydaly předpisy omezující jeho použití (například zákaz používání chladiv s GWP > 2500 v nově vyrobených komerčních mrazničkách po roce 2022). Proto je R404A postupně nahrazováno chladivy s nízkým GWP.
(2) Typy s nízkým GWP: „Environmentální alternativy“ R290 a CO₂
Vzhledem k přísnějším environmentálním předpisům se R290 (propan) a CO₂ (R744) staly novými volbami pro komerční mrazničky a přizpůsobily se různým potřebám v různých scénářích:
R290 (propan)Používá se hlavně v malých komerčních mrazničkách (například horizontálních mrazničkách v obchodech s potravinami). Jeho hodnota ODP je 0, hodnota GWP je přibližně 3, s extrémně silnou ochranou životního prostředí; a jeho chladicí účinnost je o 10%-15% vyšší než u R404A, což může snížit provozní spotřebu energie komerčních mrazniček (komerční zařízení pracují více než 20 hodin denně a náklady na spotřebu energie tvoří vysoký podíl). R290 však patří do chladiv třídy A3 (vysoce hořlavé) a množství náplně musí být přísně kontrolováno do 200 g (takže je omezeno pouze na malé mrazničky). Kromě toho musí mraznička používat kompresory odolné proti výbuchu, potrubí proti úniku (například trubky ze slitiny mědi a niklu) a ventilační a odvod tepla. V současné době jeho podíl v evropských mrazničkách v obchodech s potravinami překročil 30%.
CO₂ (R744)Používá se hlavně v komerčních mrazničkách s ultranízkými teplotami (jako jsou mrazničky biologických vzorků s teplotou -60 °C). Jeho standardní teplota odpařování je -78,5 °C, což umožňuje skladování při ultranízké teplotě bez složitého kaskádového chladicího systému; má hodnotu ODP 0 a hodnotu GWP 1, s nenahraditelnou ochranou životního prostředí a je netoxický a nehořlavý, s lepší bezpečností než R290. CO₂ má však nízkou kritickou teplotu (31,1 °C). Když okolní teplota překročí 25 °C, je nutná technologie „transkritického cyklu“, což má za následek, že tlak kompresoru mrazničky dosahuje až 10–12 MPa, což vyžaduje použití vysokopevnostních potrubí z nerezové oceli a kompresorů odolných vůči vysokému tlaku, s náklady o 30–40 % vyššími než u mrazniček s R404A. Proto se v současné době používá hlavně v prostředích s extrémně vysokými požadavky na ochranu životního prostředí a nízké teploty (jako jsou mrazničky pro lékařské a vědecké výzkumy).
II. Budoucí trendy chladiv: Nízký GWP a vysoká bezpečnost se stávají klíčovými směry
V kombinaci s globálními environmentálními předpisy (jako je nařízení EU o F-plynech, čínský implementační plán Montrealského protokolu) a modernizací technologií zařízení budou chladiva pro ledničky a mrazničky v budoucnu vykazovat tři hlavní trendy:
Domácí ledničkyR600a postupně nahrazuje R134a – s rozvojem technologií proti úniku a ochrany proti výbuchu (jako jsou nové těsnicí pásky, automatická zařízení proti úniku) se cena R600a bude postupně snižovat (očekává se, že v příštích 5 letech cena klesne o 30 %) a zdůrazní se jeho výhody, jako je vysoká ochrana životního prostředí a vysoká chladicí účinnost. Očekává se, že podíl R600a v domácích chladničkách do roku 2030 překročí 50 % a nahradí R134a jako hlavní proud.
Komerční mrazničky„Dvoucestný vývoj“ směsí CO₂ a HFO – u komerčních mrazniček s ultranízkými teplotami (pod -40 °C) se bude technická vyspělost CO₂ nadále zlepšovat (například vysoce účinné transkritické cyklické kompresory) a náklady se budou postupně snižovat, přičemž se očekává, že podíl do roku 2028 překročí 40 %; u komerčních mrazniček se středními teplotami (-25 °C až -18 °C) se stane hlavním proudem R454C (směs HFO a HFC, GWP ≈ 466) s chladicím výkonem blízkým R404A a náležejícím do třídy chladiv A2L (nízká toxicita a nízká hořlavost), bez přísných omezení množství náplně, s vyvážením ochrany životního prostředí a praktičnosti.
Vylepšené bezpečnostní standardyOd „pasivní ochrany“ k „aktivnímu monitorování“ – bez ohledu na to, zda se jedná o domácí nebo komerční zařízení, budou budoucí chladicí systémy obecně vybaveny funkcemi „inteligentního monitorování úniků + automatického řešení nouzových situací“ (jako jsou laserové senzory úniků pro domácí ledničky, alarmy koncentrace a zařízení pro propojení ventilace pro komerční mrazničky), zejména pro hořlavá chladiva, jako jsou R600a a R290, aby se technickými prostředky eliminovala potenciální bezpečnostní rizika a podpořila se komplexní popularizace chladiv s nízkým GWP.
III. Priorita párování klíčových scénářů
Pro potřeby různých uživatelů lze při výběru chladicích médií dodržovat následující zásady:
Domácí uživatelé: Přednost mají modely s chladivem R600a (vyvážení ochrany životního prostředí a úspory energie) – pokud to rozpočet dovolí (o 200–500 juanů dražší než u modelů s R134a), měla by být dána přednost chladničkám označeným „chladivo R600a“. Jejich spotřeba energie je o 8–12 % nižší než u modelů s R134a a jsou šetrnější k životnímu prostředí; po zakoupení je třeba dbát na to, aby se zadní strana chladničky (kde se nachází kompresor) nedostala do blízkosti otevřeného ohně, a pravidelně kontrolovat těsnost těsnění dveří, aby se snížilo riziko úniku.
Komerční uživatelé:Vyberte podle teplotních potřeb (vyvažování nákladů a ochrany životního prostředí) – pro středněteplotní mrazničky (například mrazničky v obchodech s potravinami) lze zvolit modely s R290, které mají nižší dlouhodobé provozní náklady na spotřebu energie; pro ultranízkoteplotní mrazničky (například rychlomrazicí zařízení) se v případě dostatečného rozpočtu upřednostňují modely s CO₂, které jsou v souladu s trendem environmentálních předpisů a zabraňují riziku postupného vyřazování v budoucnu; pokud je důležitá krátkodobá citlivost na náklady, lze jako přechodné řešení zvolit modely s R454C, které vyvažují výkon a ochranu životního prostředí.
Údržba a výměnaPřísně dodržujte původní typ chladiva – při údržbě starých chladniček a mrazniček svévolně nevyměňujte typ chladiva (například R134a za R600a), protože různá chladiva mají různé požadavky na mazací olej kompresoru a tlak v potrubí. Smíšené použití způsobí poškození kompresoru nebo selhání chlazení. Pro přidání chladiva dle typu uvedeného na typovém štítku zařízení je nutné kontaktovat odborníky.
Čas zveřejnění: 29. srpna 2025 Zobrazení: