Wyjaśnienie rodzajów czynników chłodniczych: od R-134a i HFO po naturalny CO2 i propan

Stoisz za ladą piekarniczą, gdy technik serwisowy wskazuje na aluminiową tabliczkę znamionową z tyłu nowej chłodzonej witryny na ciasta. „R-290, 120 gramów” – mówi. Jeśli kupiłeś już wcześniej urządzenia chłodnicze do zastosowań komercyjnych, wiesz, że ta pojedyncza linijka zmienia sposób instalacji, wentylacji i serwisowania urządzenia. Jeśli nigdy się nad tym nie zastanawiałeś, następne sekcje pomogą Ci z pewnością przeczytać etykietę czynnika chłodniczego.

Dlaczego rodzaj czynnika chłodniczego ma znaczenie

Mówiąc prościej, czynnik chłodniczy decyduje o trzech rzeczach: o tym, ile energii zużywa system, o tym, jak bezpieczny jest w pobliżu klientów i personelu oraz o tym, czy sprzęt może być nadal legalnie sprzedawany, obsługiwany i ładowany przez cały okres jego użytkowania. Ostatni punkt w coraz większym stopniu wpływa na decyzje zakupowe. Poprawka z Kigali do Protokołu montrealskiego zobowiązuje prawie każdy kraj do ograniczenia produkcji i zużycia wodorofluorowęglowodorowych (HFC) czynników chłodniczych, a przepisy regionalne, takie jak rozporządzenie UE 2024/573 w sprawie fluorowanych gazów cieplarnianych i amerykańska ustawa AIM przekształcają te zobowiązania w wykonalne terminy. Sprzęt napełniany obecnie czynnikiem chłodniczym o wysokim GWP może być kosztowny w ponownym naładowaniu za pięć lat.

Przy porównywaniu czynników chłodniczych znaczenie ma pięć parametrów:

• ODP (potencjał zubożenia warstwy ozonowej): uszkodzenie warstwy ozonowej; w nowym sprzęcie dozwolone jest wyłącznie stosowanie czynników chłodniczych o zerowej wartości ODP.
• GWP (potencjał globalnego ocieplenia): efekt ocieplenia w stosunku do CO ₂ i główną przyczyną wprowadzenia przepisów dotyczących stopniowego wycofywania.
• Klasa bezpieczeństwa (ASHRAE 34): określa toksyczność i palność, co decyduje o tym, gdzie można zainstalować sprzęt.
• Efektywność energetyczna: przy tym samym obciążeniu chłodniczym mogą zauważalnie różnić się poborem mocy.
• Dostępność: czy inżynier serwisu może jeszcze kupić czynnik chłodniczy i za jaką cenę.

Główne rodziny czynników chłodniczych

Prawie każdy czynnik chłodniczy stosowany w chłodnictwie komercyjnym należy do jednej z pięciu rodzin. Ich historia to historia przepisów chłodniczych.

CFC i HCFC: era ozonu

Chlorofluorowęglowodory (CFC), takie jak wczesne lodówki i klimatyzatory samochodowe zasilane R-12, ale zawarty w nich chlor zniszczył ozon stratosferyczny, dlatego Protokół Montrealski z 1987 r. zakazał produkcji CFC na całym świecie. Wodorochlorofluorowęglowodory (HCFC), takie jak R-22, posłużyły jako przejście: nadal zawierają chlor, ale rozkładają się szybciej w niższych warstwach atmosfery. R-22 pozostaje w starszych systemach komercyjnych, jednak jego produkcja i import są wycofywane, a do 2030 r. większość krajów rozwiniętych dopuści do serwisowania wyłącznie R-22 zregenerowany.

HFC: obecne „konie pociągowe”.

Wodorofluorowęglowodory zastąpiły CFC i HCFC w latach 90. i 2000. Nie zawierają chloru, więc ich ODP wynosi zero, ale większość z nich to silne gazy cieplarniane: R-134a ma GWP wynoszący 1430, R-410A około 2088, a R-404A około 3922. Zgodnie z poprawką z Kigali zużycie HFC jest zmniejszane w ustalonych krokach. Obniżka nie oznacza zakazu z dnia na dzień, ale kwoty sprawiają, że z każdym rokiem pierwotny czynnik chłodniczy staje się coraz mniej dostępny i droższy, co wpływa na zmianę kształtu nowych producentów sprzętu, którzy są skłonni produkować.

HFO: syntetyczne czynniki chłodnicze o niskim GWP

Najnowszą rodziną substancji syntetycznych są wodorofluoroolefiny (HFO). Szybko rozkładają się w atmosferze, co daje bardzo niskie wartości GWP: R-1234yf wynosi około 4, a mieszanki takie jak R-454B i R-454C wynoszą odpowiednio 466 i 148. HFO nie są całkowicie pozbawione wpływu, ale zachowują się podobnie jak HFC, więc producenci mogą dostosowywać istniejące projekty przy mniejszej liczbie zmian. Kompromisem jest łagodna palność: większość HFO ma klasę A2L.

Naturalne czynniki chłodnicze

Naturalne czynniki chłodnicze już istnieją w środowisku. Amoniak (R-717) służy do przechowywania w chłodniach przemysłowych od ponad stulecia, charakteryzując się zerowym współczynnikiem GWP i doskonałą wydajnością, jest jednak toksyczny i wymaga wentylowanej maszynowni. Dwutlenek węgla (R-744) działa pod bardzo wysokim ciśnieniem, a jego GWP wynosi 1 i dominuje w systemach transkrytycznych supermarketów. Węglowodory — propan (R-290) i izobutan (R-600a) — mają współczynnik GWP około 3 i oferują wyjątkowe właściwości termodynamiczne. Ich rozwój w małych, uszczelnionych systemach jest jednym z najbardziej wyraźnych trendów w chłodnictwie komercyjnym: wsad jest wystarczająco mały, aby był bezpieczny zgodnie z normami produktowymi, takimi jak IEC 60335-2-89, mimo że klasa ta jest łatwopalna.

Klasyfikacje bezpieczeństwa: A1, A2L i A3

Norma ASHRAE 34 przypisuje każdemu czynnikowi chłodniczemu dwuczęściową klasę. Litera oznacza toksyczność – A dla niższej toksyczności, B dla wyższej – a cyfra oznacza palność: 1 dla braku rozprzestrzeniania się płomienia, 2L dla lekko łatwopalnego z niską prędkością spalania, 2 dla łatwopalnego i 3 dla wysoce łatwopalnego. Czynniki chłodnicze A1 dominowały na rynku przez dziesięciolecia; obecnie następuje zmiana w kierunku materiałów syntetycznych A2L i naturalnych węglowodorów A3.

Dla operatora gastronomii konsekwencja jest prosta: jednostki A1 instaluje się obok piekarnika bez specjalnej wentylacji, jednostki A2L mogą wymagać większej komory maszynowej, a jednostki A3 opierają się na zamkniętym systemie z ograniczonym wsadem. Klasa bezpieczeństwa jest w istocie instrukcją montażu.

Typowe czynniki chłodnicze w porównaniu w liczbach

W przypadku komercyjnych urządzeń chłodniczych najbardziej przydatnym numerem nagłówkowym jest GWP. Poniższy wykres przedstawia popularne czynniki chłodnicze w skali liniowej; różnica między starą mieszanką HFC a naturalnym węglowodorem nie jest krokiem, ale spadkiem tysiąckrotnym.

Ponieważ całkowite emisje zależą od tego, ile gazu o wysokim współczynniku GWP dany kraj może wprowadzić na rynek, poniższy harmonogram przedstawia presję na przestrzeganie przepisów wywieraną na każdego, kto kupuje sprzęt chłodniczy w Europie.

Pełne porównanie musi również zrównoważyć środowisko, bezpieczeństwo i koszty. Poniższy radar przedstawia trzy realistyczne opcje małej gabloty; wartości mają charakter względny i orientacyjny.

Aby zobaczyć, jak czynnik chłodniczy przepływa przez maszynę, postępuj zgodnie z kolorowym obwodem na uproszczonym schemacie poniżej: czerwony to gorący gaz ze sprężarki, pomarańczowy to przewód cieczy, niebieski przewód niskiego ciśnienia za zaworem rozprężnym, a zielony przewód ssawny z powrotem do sprężarki.

Co to oznacza dla Twojej następnej witryny

Praktyczny wniosek dla kupującego jest prosty. Przed zamówieniem jakiejkolwiek witryny chłodniczej sprawdź trzy wiersze w arkuszu specyfikacji: rodzaj czynnika chłodniczego, ilość wsadu i klasa bezpieczeństwa. W całej Europie i na wielu rynkach eksportowych w nowo produkowanych witrynach typu plug-in coraz częściej stosuje się R-290 lub R-600a, ponieważ te czynniki chłodnicze łączą współczynnik GWP wynoszący około 3 z dobrą efektywnością energetyczną przy niewielkich rozmiarach wsadu. Niewielki ładunek propanu wewnątrz hermetycznie zamkniętej pętli eliminuje większość ryzyka związanego z przestrzeganiem przepisów, jakie czynnik chłodniczy HFC mógłby stworzyć w ciągu następnych dziesięciu lat.

Samodzielna witryna na ciasta z czynnikiem chłodniczym o niskim GWP Ta chłodnia ekspozycyjna do ciast wykorzystuje technologię uszczelnionego R-290, co czyni ją właściwym wyborem dla sklepów wymagających bezpiecznej, energooszczędnej ekspozycji żywności, a jednocześnie spełniającej nowoczesne standardy dotyczące czynników chłodniczych. Zobacz produkt →

Propan jest łatwopalny, ale ryzyko jest kontrolowane na etapie projektowania za pomocą uszczelnionych sprężarek, połączeń lutowanych i limitów ładowania określonych w normach, takich jak IEC 60335-2-89 i EN 378. Dlatego samodzielna witryna do ciast może bezpiecznie używać R-290, gdy klienci stoją metr dalej. Ta sama logika dotyczy agregatów chłodniczych nablatowych, pod warunkiem, że sprzęt jest certyfikowany, a instalacja jest zgodna z instrukcją obsługi.

Cicha witryna chłodnicza stołowa do ekspozycji detalicznej żywności Ta kompaktowa, wydajna jednostka stołowa zapewnia niski poziom hałasu oraz konfigurowalne oświetlenie i drzwi, odpowiednie dla punktów sprzedaży detalicznej lub gastronomii, gdzie liczy się przestrzeń i zużycie energii. Zobacz produkt →

Jeśli szafa będzie ustawiona w zamkniętej lub słabo wentylowanej przestrzeni, bezpieczniejszym wyborem według lokalnych przepisów może pozostać czynnik chłodniczy A1. Jeśli ceny energii mają większe znaczenie, jednostki A2L lub A3 o niskim współczynniku GWP zwykle charakteryzują się niższymi długoterminowymi kosztami operacyjnymi. Wybór czynnika chłodniczego następuje na etapie specyfikacji, a nie po instalacji. Aby zapoznać się ze szczegółowym porównaniem wymiarów obudowy i wydajności temperaturowej, zobacz nasz przewodnik na temat jak wybrać komercyjną witrynę chłodniczą .

Witryna sushi z poziomym chłodzeniem zgodnym z GN Ta pozioma witryna na sushi obsługuje wiele patelni GN i zapewnia stałą kontrolę temperatury, pasując do restauracji sushi, supermarketów lub sklepów wielobranżowych wymagających elastycznego przechowywania w chłodni. Zobacz produkt →

Operatorzy owoców morza widzą ten sam schemat w gablocie z sushi: szczelne systemy, ścisła kontrola temperatury i odpowiednie na rynku czynniki chłodnicze. Przeczytaj tabliczkę znamionową przed podpisaniem zamówienia, aby uniknąć niespodzianek związanych ze zgodnością i późniejszych rosnących kosztów serwisu.

O Zhejiang Fuerj Electric Science And Technology Co., Ltd.

Firma Zhejiang Fuerj Electric Science And Technology Co., Ltd. została założona w 1997 roku i zajmuje się głównie produkcją elektrycznych produktów grzewczych i chłodniczych, takich jak zamrażarki i witryny do ciast. Firma zajmuje powierzchnię 110 000 metrów kwadratowych, a powierzchnia budowlana wynosi 85 500 metrów kwadratowych. Zatrudnia 650 pracowników, w tym 85 pracowników inżynieryjno-technicznych; ponad 160 pracowników posiada wykształcenie wyższe lub wyższe, a 35% kadry kierowniczej wyższego szczebla posiada wykształcenie wyższe i odpowiednie tytuły zawodowe. Roczna produkcja sięga 750 000 zestawów różnych produktów. Produkty posiadają certyfikaty GS, CB, RoHS, UL, COC i CCC i są eksportowane do ponad 20 krajów i regionów w Europie, Ameryce, Azji i Afryce. Możesz przeglądać pełna gama produktów na stronie internetowej firmy.

Często zadawane pytania