制冷

化學(xue)工(gong)業，利用(yong)制(zhi)冷實現氣體分(fen)離、氣體冷疑；使混合(he)(he)物(wu)中(zhong)一種物(wu)質(zhi)(zhi)凝固，從而與其(qi)它物(wu)質(zhi)(zhi)分(fen)離；液體的(de)(de)低(di)(di)(di)溫(wen)貯存；為(wei)化學(xue)合(he)(he)成(cheng)過程(cheng)提(ti)供合(he)(he)適的(de)(de)溫(wen)度和壓力，移去反應熱等(deng)。石(shi)油裂解(jie)、合(he)(he)成(cheng)橡膠、合(he)(he)成(cheng)塑脂(zhi)、燃料(liao)生(sheng)產(chan)(chan)、化肥生(sheng)產(chan)(chan)需要(yao)制(zhi)冷；天(tian)然氣液化、脫水(shui)、貯運也需要(yao)制(zhi)冷。  機械制(zhi)造，對(dui)鋼(gang)進(jin)行(xing)低(di)(di)(di)溫(wen)處理(li)（－70℃～－90℃）可以改(gai)變(bian)其(qi)金相(xiang)組織，使奧氏體變(bian)成(cheng)馬氏體，提(ti)高(gao)鋼(gang)的(de)(de)硬度和強度。在(zai)鋼(gang)鐵工(gong)業中(zhong)，需要(yao)對(dui)高(gao)爐鼓風進(jin)行(xing)低(di)(di)(di)溫(wen)除濕，以降低(di)(di)(di)鐵水(shui)的(de)(de)焦化比，保證鐵水(shui)的(de)(de)質(zhi)(zhi)量。在(zai)機器的(de)(de)裝配過程(cheng)中(zhong)，利用(yong)低(di)(di)(di)溫(wen)方便地進(jin)行(xing)零件間(jian)的(de)(de)過盈(ying)配合(he)(he)。  低(di)(di)(di)溫(wen)粉碎(sui)，低(di)(di)(di)溫(wen)粉碎(sui)技術是(shi)利用(yong)材(cai)料(liao)在(zai)低(di)(di)(di)溫(wen)狀態下(xia)(xia)的(de)(de)冷脆性(xing)能對(dui)材(cai)料(liao)進(jin)行(xing)粉碎(sui)。該技術的(de)(de)主要(yao)特點和用(yong)途如(ru)下(xia)(xia)：可以加(jia)工(gong)在(zai)常(chang)溫(wen)下(xia)(xia)無法粉碎(sui)的(de)(de)高(gao)彈性(xing)材(cai)料(liao)，如(ru)回收鋼(gang)結構(gou)輪(lun)胎中(zhong)橡膠；研制(zhi)食品(pin)、中(zhong)草藥的(de)(de)細(xi)微顆粒；加(jia)工(gong)生(sheng)產(chan)(chan)納米(mi)材(cai)料(liao)，而且具有(you)綠色生(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)特點。 

建筑(zhu)工業，用(yong)凍(dong)土(tu)法挖掘土(tu)方(fang)、建筑(zhu)橋梁基礎、地(di)下工程等可以提高施(shi)工效率，保障施(shi)工安(an)全(quan)。制(zhi)冷還應用(yong)于冷卻巨型的混(hun)凝土(tu)塊，排除混(hun)凝土(tu)固化(hua)時釋放的化(hua)學反應熱，以免發生熱膨脹和混(hun)凝土(tu)應力。 

農(nong)、牧業，制(zhi)冷用(yong)于對農(nong)作(zuo)(zuo)物(wu)種子進(jin)(jin)行低溫處理(li)；建造(zao)人工(gong)氣候培育(yu)室；保存和(he)處理(li)優良物(wu)種、畜種。某些(xie)食品、蔬菜等在冷凍干燥(zao)過程(cheng)中(zhong)，利用(yong)升華作(zuo)(zuo)用(yong)以除去水分，便于貯存和(he)運輸，一些(xie)速溶(rong)咖啡就(jiu)是采用(yong)這種冷凍干燥(zao)工(gong)藝(yi)進(jin)(jin)行生產的(de)。  低溫與真空(kong)(kong)(kong)，低溫是獲取(qu)真空(kong)(kong)(kong)或(huo)高(gao)真空(kong)(kong)(kong)最有效手段之(zhi)一，利用(yong)氣體在低溫表面(mian)的(de)凝結、低溫吸附以及冷凝霜的(de)捕集作(zuo)(zuo)用(yong)，可(ke)獲得<10_12Pa的(de)極高(gao)真空(kong)(kong)(kong)。真空(kong)(kong)(kong)技(ji)術在空(kong)(kong)(kong)間(jian)研(yan)究和(he)電子工(gong)業中(zhong)有這樣用(yong)途。

1. 低溫生物醫學技術 

制(zhi)冷(leng)(leng)在(zai)低(di)溫(wen)生物醫學中發揮(hui)著日益重(zhong)要的(de)作用(yong)。使(shi)(shi)用(yong)真(zhen)空冷(leng)(leng)凍(dong)干燥法制(zhi)取藥物，低(di)溫(wen)保存(cun)血漿、疫苗、細胞組織、某(mou)些藥品及生物樣品；冷(leng)(leng)凍(dong)醫療(liao)(liao)是可靠、安全、有效易行的(de)治(zhi)療(liao)(liao)方法，特別是用(yong)于治(zhi)療(liao)(liao)惡性腫(zhong)瘤(liu)；用(yong)局部(bu)冷(leng)(leng)凍(dong)配合手(shou)術(shu)有很(hen)好的(de)治(zhi)療(liao)(liao)效果，如心臟、腫(zhong)瘤(liu)、白內障、扁桃腺(xian)等(deng)低(di)溫(wen)外科手(shou)術(shu)，皮膚、眼珠(zhu)等(deng)的(de)移(yi)植手(shou)術(shu)等(deng)。諸(zhu)多的(de)現代醫療(liao)(liao)器械、治(zhi)療(liao)(liao)儀、診(zhen)斷儀也使(shi)(shi)用(yong)了(le)制(zhi)冷(leng)(leng)技術(shu)。

2. 科學實驗研究 

隨著能源需求的日益增加，在(zai)開發(fa)和合理使用現有能源、探索代(dai)用燃料和新能源、改(gai)善(shan)能源結構、改(gai)善(shan)環境條件等方面，制冷技術發(fa)揮了(le)越(yue)來越(yue)重要的作用。如天然(ran)氣開采(cai)、貯存(cun)和運(yun)輸，核聚變(bian)的開發(fa)和利用，磁懸浮高速列(lie)車的運(yun)行成功，低(di)溫超導(dao)技術，氫能的生產和利用等。 

低(di)溫(wen)在航空(kong)與(yu)航天領域的(de)(de)(de)應用，涉(she)及生(sheng)命維(wei)持系統、地(di)面研究設施，以及超高音(yin)速在空(kong)間(jian)邊緣飛行的(de)(de)(de)推進系統。地(di)面試(shi)驗(yan)裝置需用大容(rong)積(ji)的(de)(de)(de)艙室來模擬(ni)深空(kong)間(jian)條件(jian)，高真空(kong)的(de)(de)(de)空(kong)間(jian)環(huan)境要用液(ye)氮和液(ye)氦(hai)冷卻的(de)(de)(de)低(di)溫(wen)泵來產生(sheng)，運載工具的(de)(de)(de)固體或液(ye)體燃料的(de)(de)(de)生(sheng)產等(deng)，低(di)溫(wen)技術(shu)已成為空(kong)間(jian)計劃的(de)(de)(de)關鍵部分之一。 

低溫技術(shu)還用(yong)(yong)于(yu)儀器儀表、大(da)型計算機、紅(hong)外裝置(zhi)的冷(leng)(leng)卻(que)。紅(hong)外天文(wen)衛星用(yong)(yong)4K的液氦和(he)1.8K的超流氦冷(leng)(leng)卻(que)的儀器來探(tan)測寬(kuan)頻(pin)道(dao)的紅(hong)外輻(fu)射，紅(hong)外探(tan)測器利(li)用(yong)(yong)固體制冷(leng)(leng)劑(ji)（氫、氖和(he)甲烷等）的升華(hua)（或(huo)采用(yong)(yong)輻(fu)射制冷(leng)(leng)技術(shu)）來冷(leng)(leng)卻(que)。 

近年來，磁共振成像技術（MRI）已被許多醫院采用。采用超導量子干涉儀測量人體的心磁圖和腦磁圖的技術也將走向應用。這些器件在不用電極接觸人體或不需要任何手術的情況下，探測人體的組織病變，并使精度大為提高。

制冷劑的一般性質和要求 

一、制冷劑的(de)熱力性質  制冷系統中的(de)制冷劑常常處(chu)于(yu)兩相區(qu)或(huo)接近飽和(he)狀態(tai)。

二、制冷劑的化(hua)學(xue)、安(an)全(quan)和環(huan)境性質

2.1、制冷劑的熱穩定性 

在一定的(de)(de)條(tiao)件下，制(zhi)(zhi)冷(leng)劑受熱溫(wen)(wen)度升高(gao)會發生(sheng)分解，但(dan)在制(zhi)(zhi)冷(leng)正常的(de)(de)運行條(tiao)件下，由于制(zhi)(zhi)冷(leng)劑的(de)(de)工作(zuo)溫(wen)(wen)度低于其分解溫(wen)(wen)度，制(zhi)(zhi)冷(leng)劑是熱穩(wen)定的(de)(de)。制(zhi)(zhi)冷(leng)系統實際(ji)控制(zhi)(zhi)的(de)(de)制(zhi)(zhi)冷(leng)劑的(de)(de)最(zui)高(gao)使用(yong)溫(wen)(wen)度還受制(zhi)(zhi)冷(leng)工況、潤滑油的(de)(de)種類、壓縮機的(de)(de)材(cai)料(liao)等(deng)因素(su)限制(zhi)(zhi)。

2.2、制冷劑與水的溶解作用 

不同(tong)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)溶水(shui)性不一樣。氨易溶于水(shui)，生(sheng)成的(de)(de)(de)(de)水(shui)溶液(ye)的(de)(de)(de)(de)凝固(gu)溫(wen)(wen)度(du)低(di)于0℃，因此氨制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)系(xi)(xi)統(tong)中不會因結(jie)(jie)冰(bing)堵塞(sai)制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)管(guan)路，但會腐蝕與其接觸(chu)的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)材料。鹵代烴和碳氫制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)劑(ji)很(hen)難溶于水(shui)，當(dang)制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)劑(ji)中含水(shui)量超過溶解(jie)度(du)時(shi)，就會出(chu)現(xian)游(you)(you)離態的(de)(de)(de)(de)水(shui)；當(dang)制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)溫(wen)(wen)度(du)低(di)于0℃時(shi)，游(you)(you)離水(shui)會因結(jie)(jie)冰(bing)堵塞(sai)節流機構通道。水(shui)溶解(jie)制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)劑(ji)后會發(fa)生(sheng)水(shui)解(jie)現(xian)象，生(sheng)成酸性物質，腐蝕金屬(shu)材料，降低(di)繞(rao)組的(de)(de)(de)(de)電氣絕緣性能(neng)。因此，制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)系(xi)(xi)統(tong)中不允許有游(you)(you)離態水(shui)存在，一般(ban)在系(xi)(xi)統(tong)中設(she)置干燥器(qi)。

2.3、制冷劑和潤滑油的溶解性 

不同(tong)的(de)(de)制(zhi)冷劑液(ye)體與(yu)潤滑(hua)油(you)(you)的(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)性不同(tong)，同(tong)一制(zhi)冷劑與(yu)不同(tong)的(de)(de)潤滑(hua)油(you)(you)的(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)性也不同(tong)，有的(de)(de)完(wan)全(quan)互溶(rong)(rong)(rong)(rong)，有的(de)(de)幾乎(hu)不溶(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)，而有的(de)(de)部(bu)分溶(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)。 在(zai)制(zhi)冷溫度范圍內， R717和R744幾乎(hu)不溶(rong)(rong)(rong)(rong)于礦(kuang)物(wu)(wu)油(you)(you)；R22、R152a、R502與(yu)礦(kuang)物(wu)(wu)油(you)(you)部(bu)分相溶(rong)(rong)(rong)(rong)，它們(men)在(zai)高溫時(shi)與(yu)潤滑(hua)油(you)(you)完(wan)全(quan)互溶(rong)(rong)(rong)(rong)，在(zai)低溫時(shi)出現分層，一層含油(you)(you)較多(duo)，一層含油(you)(you)較少。R11、R12、R21、R500與(yu)礦(kuang)物(wu)(wu)油(you)(you)完(wan)全(quan)互溶(rong)(rong)(rong)(rong)，形(xing)成均勻的(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)。R134a與(yu)多(duo)元醇酯類（簡稱POE）合成潤滑(hua)油(you)(you)是(shi)互溶(rong)(rong)(rong)(rong)的(de)(de)，而與(yu)礦(kuang)物(wu)(wu)油(you)(you)是(shi)難溶(rong)(rong)(rong)(rong)的(de)(de)。 

注(zhu)(zhu)：制(zhi)冷(leng)系(xi)統中的潤(run)滑(hua)(hua)油(you)(you)是(shi)呈液體(ti)狀態存在(zai)的，當(dang)(dang)制(zhi)冷(leng)劑(ji)(ji)與(yu)潤(run)滑(hua)(hua)油(you)(you)不互(hu)溶時(shi)，其優點(dian)是(shi)蒸發溫度比(bi)較穩定，同(tong)時(shi)在(zai)制(zhi)冷(leng)設備中制(zhi)冷(leng)劑(ji)(ji)與(yu)潤(run)滑(hua)(hua)油(you)(you)分成(cheng)(cheng)兩層(ceng)，因此易于分離；缺點(dian)是(shi)在(zai)換熱(re)(re)器的傳熱(re)(re)面(mian)上(shang)，會(hui)形(xing)成(cheng)(cheng)阻遏傳熱(re)(re)的油(you)(you)膜(mo)。當(dang)(dang)制(zhi)冷(leng)劑(ji)(ji)與(yu)潤(run)滑(hua)(hua)油(you)(you)互(hu)溶時(shi)，在(zai)傳熱(re)(re)面(mian)上(shang)就不會(hui)形(xing)成(cheng)(cheng)油(you)(you)膜(mo)。潤(run)滑(hua)(hua)油(you)(you)可隨制(zhi)冷(leng)劑(ji)(ji)一起滲透到(dao)壓縮機的各個(ge)部件，形(xing)成(cheng)(cheng)良好的潤(run)滑(hua)(hua)條件。但(dan)是(shi)，應注(zhu)(zhu)意溶解制(zhi)冷(leng)劑(ji)(ji)的潤(run)滑(hua)(hua)油(you)(you)的粘度會(hui)降低，相(xiang)同(tong)壓力下的蒸發溫度會(hui)升(sheng)高(gao)等現象

2.4、制冷劑對金屬和非金屬的作用 

氨(an)對鋼鐵無腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)作(zuo)用，對銅、鋁或銅合金有(you)輕微的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)作(zuo)用。但如(ru)果(guo)氨(an)中含(han)水，則對銅及銅合金（除磷青銅外）有(you)強烈的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)作(zuo)用。鹵(lu)代烴對幾乎(hu)所有(you)的(de)(de)金屬無腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)作(zuo)用，只對鎂和含(han)鎂超過(guo)2％的(de)(de)鋁合金有(you)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。鹵(lu)代烴在(zai)含(han)水情況下(xia)會水解(jie)成(cheng)酸性物質，對金屬有(you)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)作(zuo)用。所以，含(han)水的(de)(de)制(zhi)冷劑和潤滑(hua)油的(de)(de)混合物能夠(gou)溶解(jie)銅。鹵(lu)代烴制(zhi)冷劑是一(yi)種(zhong)很(hen)好的(de)(de)有(you)機(ji)溶劑，很(hen)容易溶解(jie)天(tian)(tian)然橡(xiang)膠(jiao)和樹(shu)脂(zhi)，使高分子材料(liao)(liao)變軟。膨脹或起泡。所以，在(zai)選擇制(zhi)冷機(ji)的(de)(de)密封材料(liao)(liao)和電器絕緣材料(liao)(liao)時，不使用天(tian)(tian)然橡(xiang)膠(jiao)、樹(shu)脂(zhi)化合物，而要(yao)用耐鹵(lu)代烴腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)氯丁烯、氯丁橡(xiang)膠(jiao)、尼龍、塑料(liao)(liao)等材料(liao)(liao)。烴類制(zhi)冷劑對金屬材料(liao)(liao)無腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。 

注意：鍍鋼(gang)現(xian)象(xiang)(xiang)：當制(zhi)冷(leng)劑(ji)在(zai)系(xi)統中與銅(tong)(tong)或(huo)銅(tong)(tong)合金接觸時，銅(tong)(tong)便會(hui)溶解在(zai)混合物(wu)中，然后沉積在(zai)溫(wen)度較高的鋼(gang)鐵部件(jian)(jian)上(shang)，形成一層銅(tong)(tong)膜，這就是所謂的鍍鋼(gang)現(xian)象(xiang)(xiang)。鍍銅(tong)(tong)現(xian)象(xiang)(xiang)在(zai)壓縮機(ji)曲(qu)軸(zhou)的軸(zhou)承表面，吸(xi)、排(pai)氣(qi)閥(fa)等(deng)光潔表面特別(bie)明顯(xian)。它會(hui)影響壓縮機(ji)的運動(dong)部件(jian)(jian)的配合間隙，以及(ji)吸(xi)排(pai)氣(qi)閥(fa)的密封，嚴(yan)重時使(shi)壓縮機(ji)無法(fa)正常工作。

2.5、制冷(leng)(leng)劑的(de)電(dian)(dian)絕緣(yuan)性(xing)  在封閉式壓縮(suo)機中(zhong)，電(dian)(dian)動機的(de)線圈與制冷(leng)(leng)機直接接觸(chu)，要求制冷(leng)(leng)劑應具有良(liang)好的(de)電(dian)(dian)絕緣(yuan)性(xing)能(neng)(neng)。電(dian)(dian)擊穿強(qiang)度表示制冷(leng)(leng)劑電(dian)(dian)絕緣(yuan)性(xing)能(neng)(neng)的(de)一個指(zhi)標。值(zhi)得說明的(de)是雜質、潤滑油(you)的(de)存在會(hui)使制冷(leng)(leng)劑的(de)電(dian)(dian)絕緣(yuan)強(qiang)度下降。

2.6、制冷劑(ji)的(de)安全(quan)性 安全(quan)性包(bao)括毒性和可(ke)燃(ran)性。 

2.7、環境性能及指標：臭氧消耗潛能值(zhi)、全球變暖潛能值(zhi)、總體溫室效應值(zhi)、大氣(qi)壽(shou)命(ming)、壽(shou)命(ming)期氣(qi)候性能。