Jenis refrigeran umum yang digunakan dalam pendingin

Refrigeran dalam pendingin beroperasi dalam siklus pendingin, biasanya kompresi uap atau penyerapan, di mana mereka transisi antara keadaan cair dan gas untuk memindahkan panas dari proses ke lingkungan. Pilihan refrigeran tergantung pada faktor -faktor seperti kapasitas pendinginan, dampak lingkungan, keamanan, biaya, dan desain sistem. Sementara tidak ada refrigeran tunggal yang sempurna untuk setiap skenario, beberapa menonjol seperti yang banyak digunakan pada tanaman chiller karena efisiensi dan kemampuan beradaptasi mereka. Dorongan global untuk mengurangi emisi gas rumah kaca dan penipisan ozon telah menyebabkan penghapusan refrigeran yang lebih tua, mendorong inovasi dalam potensi pemanasan global rendah (GWP) dan alternatif potensial penipisan nol-ozon (ODP).

Jenis pendingin umum dan karakteristiknya

Di bawah ini adalah rincian rinci dari refrigeran yang paling umum dalam sistem chiller, diatur berdasarkan jenis, sifat, dan aplikasi. Bagian ini mencakup tabel untuk kejelasan dan mencakup penggunaan saat ini dan historis, yang mencerminkan transisi ke opsi berkelanjutan.

Air (R718)

• Properti: Air adalah refrigeran alami dengan konduktivitas termal yang sangat baik, kapasitas penyerapan panas yang tinggi, dan titik didih 212 ° F (100 ° C) pada tekanan standar.
• Keuntungan: Ini tidak beracun, tersedia secara luas, hemat biaya, dan ramah lingkungan, tanpa ODP atau GWP. Kelimpahannya membuatnya menjadi solusi berbiaya rendah untuk sistem besar.
• Kekurangan: Efisiensinya sensitif terhadap suhu sekitar, dan dapat merusak komponen sistem, meningkatkan biaya perawatan. Air tidak praktis untuk chiller kompresi uap karena titik didihnya yang tinggi dan terutama digunakan dalam pendingin penyerapan dengan sumber panas seperti uap atau air panas.
• Aplikasi: Biasa ditemukan dalam pendingin penyerapan skala besar untuk proses industri di mana panas limbah tersedia, seperti di pabrik kimia atau sistem pendingin distrik. Ini kurang umum dalam sistem kompresi uap karena keterbatasan operasional.

R134A (HFC)

• Properti: Hydrofluorocarbon (HFC) dengan karakteristik termal yang stabil, toksisitas rendah, dan titik didih -15 ° F (-26 ° C). Ini tidak korosif dan tidak mudah terbakar.
• Keuntungan: Banyak digunakan karena keandalannya dan ODP minimal, menjadikannya alternatif yang lebih aman untuk refrigeran yang lebih tua seperti R12. Ini efektif dalam pendinginan suhu sedang dan kompatibel dengan sistem yang ada.
• Kekurangan: GWP-nya 1.430 berkontribusi pada emisi gas rumah kaca, yang mengarah ke fase-down di bawah perjanjian seperti Amandemen Kigali terhadap Protokol Montreal. Itu juga digantikan di beberapa daerah karena masalah lingkungan.
• Aplikasi: Populer dalam AC otomotif, pendingin komersial, dan sistem industri, meskipun penggunaannya menurun mendukung opsi GWP yang lebih rendah. Ini sering ditemukan di chiller berukuran sedang untuk aplikasi HVAC.

R407C (campuran HFC)

• Properti: Campuran R32, R125, dan R134A, dengan titik didih -46 ° F (-43 ° C) dan GWP 1.774.
• Keuntungan: Kapasitas pendinginan yang lebih rendah dari R410A tetapi lebih murah dan lebih ramah lingkungan daripada R22, dengan nol ODP. Ini sering digunakan sebagai retrofit untuk sistem R22, menawarkan kompatibilitas dengan peralatan yang ada.
• Kekurangan: Masih memiliki GWP yang signifikan, dan kinerjanya sedikit kurang kuat daripada R410A, membutuhkan desain sistem yang cermat.
• Aplikasi: Digunakan sebagai retrofit R22 dalam AC dan pendingin industri berukuran sedang, terutama di daerah yang beralih dari HCFC.

R404a (campuran HFC)

• Properti: Campuran R125, R143A, dan R134A, dengan titik didih -51 ° F (-46 ° C) dan GWP 3.922.
• Keuntungan: Efektif untuk aplikasi suhu rendah dan menengah, berfungsi sebagai pengganti CFC dan HCFC yang lebih lama. Ini menawarkan efisiensi tinggi dalam penyimpanan dingin dan sistem freezer.
• Kekurangan: GWP yang sangat tinggi membatasi penggunaannya di masa depan, dengan penghapusan-out berakselerasi secara global di bawah peraturan lingkungan. Ini juga lebih mahal untuk ditangani karena dampak lingkungannya.
• Aplikasi: Ditemukan di pendinginan komersial dan beberapa pendingin industri, terutama penyimpanan dingin, tetapi digantikan oleh alternatif seperti R448A karena tekanan regulasi.

R717 (amonia)

• Properti: Refrigeran bebas halogen dengan titik mendidih -28 ° F (-33 ° C) dan kapasitas penyerapan panas tertinggi per volume di antara pendingin biasa.
• Keuntungan: Sangat efisien, dengan sifat termal yang stabil, GWP 0, dan tidak ada ODP. Bau yang kuat membantu dalam deteksi kebocoran, dan hemat biaya untuk sistem besar.
• Kekurangan: Beracun dan mudah terbakar, membutuhkan penanganan yang cermat dan langkah -langkah keamanan yang kuat. Ini korosif untuk tembaga, membatasi pilihan material dan meningkatkan biaya pemasangan.
• Aplikasi: Dominan di pabrik chiller industri besar, seperti pengolahan makanan, penyimpanan dingin, dan pembuatan kimia, di mana efisiensinya melebihi masalah keamanan. Ini sangat cocok untuk sistem dengan beban pendingin yang besar.

R410A (campuran HFC)

• Properti: Campuran R32 dan R125, tidak mudah terbakar, dengan titik didih -61 ° F (-52 ° C) dan GWP 2.088.
• Keuntungan: Kapasitas dan efisiensi pendinginan yang tinggi, menjadikannya pengganti umum untuk R22 dalam AC dan pendingin. Ini beroperasi pada tekanan yang lebih tinggi, meningkatkan perpindahan panas.
• Kekurangan: GWP tinggi menggerakkan fase-bawah, dan membutuhkan tekanan operasi yang lebih tinggi daripada beberapa alternatif, meningkatkan biaya sistem.
• Aplikasi: Banyak digunakan dalam pendingin HVAC komersial dan sistem industri yang lebih kecil, meskipun transisi ke opsi GWP yang lebih rendah sedang berlangsung, terutama dengan larangan yang akan datang di beberapa daerah pada tahun 2025.

R744 (karbon dioksida, CO2)

• Properti: Refrigeran alami dengan titik mendidih -109 ° F (-78 ° C) pada tekanan standar, tidak mudah terbakar, dan tidak beracun dalam konsentrasi rendah.
• Keuntungan: Ramah lingkungan dengan GWP 1 dan nol ODP. Ini berlimpah dan berkinerja baik dalam siklus transkritis, menawarkan efisiensi perpindahan panas yang tinggi.
• Kekurangan: Membutuhkan sistem tekanan tinggi (hingga 4.000 psi), meningkatkan biaya pemasangan dan pemeliharaan. Kebocoran di ruang terbatas dapat menggusur oksigen, menimbulkan risiko keselamatan.
• Aplikasi: Semakin banyak digunakan dalam pendinginan komersial, seperti pendingin supermarket, dan sistem industri di mana keberlanjutan adalah prioritas, terutama di Eropa dan Amerika Utara.

Hidrokarbon (mis., R290 - Propana, R600A - Isobutane)

• Properti: Natural refrigerants with low boiling points (e.g., R290 at -44°F/-42°C), excellent thermodynamic properties, and minimal environmental impact (GWP < 4, ODP = 0).
• Keuntungan: Efisiensi tinggi, biaya rendah, dan ramah lingkungan, membuatnya layak untuk pendinginan berkelanjutan. Mereka mendapatkan popularitas sebagai pengganti HFC.
• Kekurangan: Sangat mudah terbakar, membutuhkan sistem keselamatan khusus dan membatasi penggunaannya di daerah berpenduduk padat atau pengaturan industri besar.
• Aplikasi: Digunakan dalam pendinginan domestik dan beberapa pendingin industri, terutama di daerah memprioritaskan solusi hijau, seperti Eropa, dan dalam sistem yang lebih kecil di mana langkah -langkah keamanan dapat dikelola.

R123 (HCFC-123)

• Properti: Hydrochlorofluorocarbon (HCFC) dengan titik didih 82 ° F (28 ° C), digunakan secara historis dalam chiller sentrifugal bertekanan rendah.
• Keuntungan: Efektif untuk sistem tekanan rendah dan kompatibel dengan peralatan yang lebih lama.
• Kekurangan: Ozon-selam dengan GWP 77, yang mengarah ke fase-out di bawah protokol Montreal. Produksi berhenti di negara maju pada tahun 2020.
• Aplikasi: Ditemukan di Legacy Chillers, sekarang sedang dipasang atau diganti dengan alternatif seperti R245FA atau R1233ZD.

R1233ZD

• Properti: Refrigeran rendah-GWP (GWP = 4,5) dengan titik didih 50 ° F (10 ° C), diklasifikasikan sebagai A1 (toksisitas rendah, tidak dapat dibakar).
• Keuntungan: Ramah lingkungan dengan nol ODP dan toksisitas rendah, menjadikannya pilihan yang berkelanjutan untuk sistem baru.
• Kekurangan: Membutuhkan desain ulang sistem untuk kompatibilitas dan kurang mapan di pasaran dibandingkan dengan HFC.
• Aplikasi: Digunakan dalam pendingin bertekanan rendah baru sebagai alternatif berkelanjutan untuk HCFC yang lebih tua, mendapatkan daya tarik dalam desain modern.

R514A (campuran HCFC)

• Properti: Campuran HFO dengan GWP 7, diklasifikasikan sebagai B1 (sedikit mudah terbakar).
• Keuntungan: GWP rendah dan nol ODP, menawarkan opsi berkelanjutan untuk pendingin bertekanan rendah.
• Kekurangan: Kemerdekaannya membutuhkan pertimbangan keselamatan, membatasi penggunaannya di lingkungan tertentu.
• Aplikasi: Digunakan dalam pendingin bertekanan rendah sebagai alternatif untuk R123, terutama dalam desain peralatan baru.

Tabel berikut merangkum sifat dan aplikasi utama dari refrigeran ini untuk referensi yang mudah:

Memilih refrigeran yang tepat

Memilih refrigeran melibatkan penyeimbangan efisiensi, keselamatan, biaya, dan dampak lingkungan:

• Persyaratan pendinginan: Kebutuhan berkapasitas tinggi mendukung amonia atau R410A; Aplikasi suhu rendah dapat menggunakan R404A atau hidrokarbon.
• Peraturan lingkungan: Pilih opsi GWP rendah seperti R744 atau R717 untuk memenuhi standar seperti Amandemen Kigali, yang mendorong fase-turun HFC GWP tinggi.
• Desain Sistem: Refrigeran bertekanan tinggi (mis., R744, R410A) membutuhkan komponen yang kuat; Sistem penyerapan air dan amonia, sementara HFCS sesuai dengan pengaturan kompresi uap.
• Keamanan: Opsi yang tidak beracun, tidak mudah terbakar seperti R134A atau R744 lebih aman di daerah berpenduduk, sementara amonia membutuhkan penanganan yang ketat karena toksisitas.
• Biaya: Air dan hidrokarbon bersifat di muka ekonomis, tetapi biaya pemasangan dan pemeliharaan bervariasi (mis., Tinggi untuk R744 karena persyaratan tekanan).

Kesimpulan

Jenis refrigeran yang paling umum digunakan dalam chiller termasuk air (dalam sistem penyerapan), R134A, R407C, R404A, Amonia (R717), R410A, CO2 (R744), dan hidrokarbon seperti R290, bersama opsi yang lebih baru seperti R1233ZD dan R514A. Namun, karena peraturan lingkungan dan tujuan keberlanjutan, ada pergeseran yang jelas ke arah refrigeran GWP rendah seperti CO2, amonia, dan HFO. Saat memilih refrigeran, faktor -faktor seperti kapasitas pendinginan, dampak lingkungan, keamanan, biaya, dan kepatuhan peraturan harus dipertimbangkan dengan cermat untuk mengoptimalkan kinerja chiller sambil memenuhi standar modern.