Memahami Perbezaan Antara Jenis Penyejuk untuk Peti Sejuk

Peralatan penyejukan moden adalah penting untuk pemeliharaan makanan, namun penyejuk seperti R134a, R290, R404a, R600a, dan R507 berbeza dengan ketara dalam penggunaan. R290 biasanya digunakan dalam kabinet minuman yang disejukkan, manakala R143a kerap digunakan dalam kabinet bir kecil. R600a biasanya dikhaskan untuk peralatan pembekuan khusus.

Bahan penyejuk adalah nadi sistem penyejukan, membolehkan peti sejuk menyerap haba dan mengekalkan suhu dalaman yang sejuk. Walau bagaimanapun, tidak semua penyejuk dicipta sama—komposisi kimia, kesan alam sekitar, profil keselamatan dan prestasinya berbeza 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 Sejuk

Sebelum menyelam ke dalam 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 secara global:

• ODP (Potensi Penipisan Ozon): Ukuran berapa banyak bahan merosakkan lapisan ozon. Penanda aras ialah R11 (penyejuk yang dilarang sekarang), dengan ODP 1. Penarafan 0 bermakna bahan pendingin tidak mempunyai kesan penipisan ozon.
• GWP (Potensi Pemanasan Global): Ukuran sumbangan bahan kepada perubahan iklim selama 100 tahun, berbanding karbon dioksida (CO₂, GWP = 1). Nilai GWP yang lebih rendah diutamakan di bawah peraturan seperti Peraturan F-Gas EU dan SNAP EPA AS (Dasar Alternatif Baharu yang Penting).
• Klasifikasi Keselamatan ASHRAE: Piawaian (ASHRAE 34-2022) yang menilai bahan penyejuk mengikut kemudahbakaran (Kelas 1: tidak mudah terbakar; Kelas 2L: mudah terbakar sedikit; Kelas 2: mudah terbakar; Kelas 3: sangat mudah terbakar) dan ketoksikan (Kelas A: ketoksikan rendah; Kelas B: ketoksikan tinggi). Kebanyakan penyejuk peti sejuk jatuh ke dalam Kelas A.
• Prestasi Termodinamik: Termasuk 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 penyejuk 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 penyejuk mempunyai kekuatan dan batasan yang unik, menjadikannya sesuai untuk kes penggunaan tertentu—dari peti sejuk isi rumah hingga penyejuk beku komersial. Di bawah ialah pecahan terperinci bagi setiap jenis.

1. R134a (Tetrafluoroethane)

Jenis Kimia: Hidrofluorokarbon tulen (HFC)

Spesifikasi Utama:

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

Prestasi & Aplikasi:

R134a muncul pada tahun 1990-an sebagai pengganti R12 (CFC dengan ODP tinggi, kini diharamkan di bawah Protokol Montreal). Ia menjadi ruji dalam peti sejuk isi rumah, penyejuk minuman kecil dan peti sejuk mudah alih kerana sifatnya yang tidak mudah terbakar dan penyepaduan yang mudah 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 penyejuk beku) tetapi lebih rendah daripada penyejuk semula jadi seperti R600a.

Status Kawal Selia & Persekitaran:

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

Cabaran: GWP yang tinggi mengehadkan daya maju jangka panjang; kecekapan yang lebih rendah daripada penyejuk semula jadi.

2. R600a (Isobutana)

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

Spesifikasi Utama:

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

Prestasi & Aplikasi:

R600a kini merupakan penyejuk yang 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, sejajar dengan piawaian Label Tenaga EU dan US ENERGY STAR®. GWP yang rendah juga menjadikannya mematuhi sepenuhnya peraturan pelepasan yang ketat.

Pertimbangan Keselamatan & Pemasangan:

Kemudahbakaran ialah cabaran utama R600a. Untuk mengurangkan risiko, pengilang mengehadkan saiz casnya di dalam peti sejuk (biasanya ≤150 gram) dan menggunakan komponen kalis letupan (cth, pemampat bertutup, bahagian elektrik tidak bercucuh). Juruteknik memerlukan latihan khusus untuk mengendalikan kebocoran, kerana wap R600a pekat mudah terbakar.

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

3. R290 (Propana)

Jenis Kimia: Hidrokarbon tulen (HC, penyejuk semula jadi)

Spesifikasi Utama:

• ODP: 0 (selamat ozon)
• GWP: 3 (sama seperti R600a, kesan iklim ultra rendah)
• Kelas Keselamatan ASHRAE: A3 (sangat mudah terbakar, ketoksikan rendah—sedikit lebih mudah terbakar daripada R600a, dengan tenaga pencucuhan 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 ideal untuk penyejukan yang 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 kawasan 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 F-Gas EU dan SNAP EPA AS, tanpa rancangan penurunan fasa 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 penyejuk tunggal)

Spesifikasi Utama:

• ODP: 0 (selamat ozon)
• GWP: 3,922 (sangat tinggi—salah satu penyejuk yang paling menjejaskan 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 piawaian emas untuk penyejukan komersial, termasuk peti sejuk masuk, bekas pameran pasar raya dan peti sejuk industri yang beroperasi pada suhu -20°C hingga -40°C. Kapasiti penyejukan yang tinggi dan kestabilan pada suhu rendah menjadikannya sesuai untuk aplikasi ini.

Status Kawal Selia & Persekitaran:

GWP ultra tinggi R404a telah membawa kepada penghapusan fasa hampir keseluruhannya di Eropah dan Amerika Utara. Di bawah Peraturan F-Gas EU, penggunaannya dalam peralatan baharu telah diharamkan pada 2020, dan import/eksportnya sangat terhad. Di AS, EPA telah menyenaraikan R404a sebagai "bahan GWP tinggi" dan memerlukan penggantian dengan alternatif GWP rendah (cth, R452A, R513A) dalam sistem baharu. Ia kekal di dalam peti sejuk komersial lama tetapi sedang ditamatkan secara berperingkat melalui pengubahsuaian.

Cabaran: GWP yang melarang; kecekapan tenaga yang lemah berbanding dengan alternatif moden; menyumbang secara signifikan kepada perubahan iklim.

5. R507 (Campuran R125 & R143a)

Jenis Kimia: Campuran Azeotropik HFC (campuran yang mendidih/memekat pada satu suhu, seperti penyejuk tulen)

Spesifikasi Utama:

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

Prestasi & Aplikasi:

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

Status Kawal Selia & Persekitaran:

Seperti R404a, GWP tinggi R507 telah membawa kepada peraturan yang ketat. Peraturan F-Gas EU melarang penggunaannya dalam peralatan baharu pada tahun 2020, dan EPA AS telah menetapkannya sebagai "bahan yang membimbangkan" di bawah SNAP. Ia digantikan oleh 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 warisan.

Trend harga penyejuk berbeza berbeza-beza. Ini ialah carta arah aliran pada Jun 2025:

Gambaran Keseluruhan Perbandingan Bahan Sejuk

Jadual di bawah meringkaskan perbezaan utama antara lima penyejuk, menyerlahkan kesesuaiannya untuk kes penggunaan tertentu:

Trend Kawal Selia & Anjakan Industri

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

• Peraturan F-Gas EU: Mewajibkan pengurangan 79% dalam penggunaan HFC menjelang 2030 (berbanding tahap 2015) dan mengharamkan penyejuk GWP tinggi (GWP > 2,500) dalam peralatan penyejukan baharu.
• SNAP EPA AS: Menyenaraikan bahan penyejuk 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 bermakna:

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

Memilih penyejuk yang sesuai untuk peti sejuk bergantung pada pengimbangan empat faktor: kesan alam sekitar (ODP/GWP), keselamatan (kemudahbakaran/ketoksikan), prestasi (kecekapan/tekanan) dan pematuhan peraturan. Untuk kebanyakan aplikasi moden:

• R600a dan R290 ialah pilihan terbaik untuk peti sejuk isi rumah, menawarkan GWP ultra rendah dan kecekapan tinggi (dengan langkah keselamatan untuk menangani mudah terbakar).
• R404a dan R507 sudah lapuk untuk sistem baharu, terhad kepada peralatan komersil lama sehingga pengubahsuaian atau penggantian.
• R134a ialah pilihan peralihan, secara beransur-ansur dihentikan memihak kepada penyejuk semula jadi.

Apabila peraturan diperketatkan dan kemajuan teknologi, industri akan terus mengutamakan penyejuk semula jadi dan campuran rendah GWP—memastikan sistem penyejukan berkesan dan mampan untuk jangka masa panjang. Bagi juruteknik dan pengguna, sentiasa dimaklumkan tentang perbezaan ini adalah kunci untuk membuat keputusan yang bertanggungjawab dan patuh.

Sumber: ASHRAE Handbook—Refrigeration (2021), IPCC Sixth Assessment Report (2022), EU F-Gas Regulation (EC No 517/2014), US EPA SNAP Programme (2023).