不同制冷劑在高低溫試驗箱中的作用

在高低溫試驗箱中，制冷系統是其核心部件之一，而制冷劑的選擇直接決定了試驗箱的性能、溫度范圍、效率和環保性。

簡單來說，制冷劑在高低溫試驗箱中的作用是作為“熱量搬運工"，在壓縮機的驅動下，通過相變（液態變氣態吸熱，氣態變液態放熱）循環，將箱內樣品產生的熱量持續不斷地“泵送"到箱外，從而實現快速降溫和維持低溫環境。

制冷劑的關鍵性能指標

在討論具體制冷劑前，先了解幾個關鍵指標：

• 蒸發溫度/壓力： 要達到的目標低溫，需要制冷劑在該溫度下能有效蒸發吸熱。

• 冷凝溫度/壓力： 在環境溫度下，需要能有效冷凝放熱，壓力不能過高。

• 制冷效率（COP）： 消耗單位電能所能產生的制冷量，影響運行成本。

• 環保性： 主要是臭氧消耗潛能值（ODP） 和全球變暖潛能值（GWP）。

• 安全性： 毒性和可燃性。

主要制冷劑的類型及其作用特點

高低溫試驗箱的制冷劑發展經歷了從傳統到環保的演變，目前主流是以下幾種：

1. R404A / R507

• 類型： HFCs（氫氟烴）混合制冷劑。

• 特點與作用：

• 曾是工業制冷和中低溫領域的黃金標準，在過去十幾年間被廣泛使用。

• 它們不破壞臭氧層（ODP=0），但GWPji高（R404A的GWP ≈ 3922），是強效溫室氣體。

• 適用于-50℃至 -60℃ 的低溫范圍，通過單級或復疊式壓縮可以輕松實現。

• 制冷效率較高，技術成熟。

• 現狀： 由于ji高的GWP，正根據《基加利修正案》在全球范圍內被逐步淘汰。目前仍在許多老設備上使用，但新設備已很少采用。

2. R134a

• 類型： HFCs（氫氟烴）。

• 特點與作用：

• 目前zui常用的中高溫范圍制冷劑之一。

• ODP=0，GWP約為1430，雖低于R404A，但仍屬高GWP物質。

• 適用于0℃至 -40℃ 左右的溫度范圍。通常用于試驗箱的高溫級壓縮機，或在要求不高的普通型試驗箱中作為單級制冷劑。

• 安全性好，不可燃（A1級）。

• 現狀： 作為過渡性制冷劑仍在大量使用，但長期來看也會面臨被更低GWP替代品取代的壓力。

3. R23

• 類型： HFCs（氫氟烴）。

• 特點與作用：

• 超低溫復疊系統的核心制冷劑。通常用于復疊系統的低溫級。

• 在一個典型的雙級復疊系統中，高溫級使用R404A或R134a，將熱量排到環境空氣中；低溫級使用R23，將試驗箱內的熱量轉移給高溫級。

• 能夠實現-70℃ 至 -150℃ 的極低溫度。

• GWPji高，約為14800，是環保監管的重點對象。

• 現狀： 在超低溫領域目前難以被wan全替代，但用量受到嚴格限制和配額管理。