不同制冷剂在高低温试验箱中的应用

在高低温试验箱中，制冷系统是其核心部件之一，而制冷剂的选择直接决定了试验箱的性能、温度范围、效率和环保性。

简单来说，制冷剂在高低温试验箱中的作用是作为“热量搬运工"，在压缩机的驱动下，通过相变（液态变气态吸热，气态变液态放热）循环，将箱内样品产生的热量持续不断地“泵送"到箱外，从而实现快速降温和维持低温环境。

制冷剂的关键性能指标

在讨论具体制冷剂前，先了解几个关键指标：

• 蒸发温度/压力：要达到的目标低温，需要制冷剂在该温度下能有效蒸发吸热。
• 冷凝温度/压力：在环境温度下，需要能有效冷凝放热，压力不能过高。
• 制冷效率（COP）：消耗单位电能所能产生的制冷量，影响运行成本。
• 环保性：主要是臭氧消耗潜能值（ODP）和全球变暖潜能值（GWP）。
• 安全性：毒性和可燃性。

主要制冷剂的类型及其作用特点

高低温试验箱的制冷剂发展经历了从传统到环保的演变，目前主流是以下几种：

1. R404A / R507

• 类型：HFCs（氢氟烃）混合制冷剂。
• 特点与作用：
• 曾是工业制冷和中低温领域的黄金标准，在过去十几年间被广泛使用。
• 它们不破坏臭氧层（ODP=0），但GWPji高（R404A的GWP ≈ 3922），是强效温室气体。
• 适用于-50℃至 -60℃的低温范围，通过单级或复叠式压缩可以轻松实现。
• 制冷效率较高，技术成熟。
• 现状：由于ji高的GWP，正根据《基加利修正案》在全球范围内被逐步淘汰。目前仍在许多老设备上使用，但新设备已很少采用。

2. R134a

• 类型：HFCs（氢氟烃）。
• 特点与作用：
• 目前zui常用的中高温范围制冷剂之一。
• ODP=0，GWP约为1430，虽低于R404A，但仍属高GWP物质。
• 适用于0℃至 -40℃左右的温度范围。通常用于试验箱的高温级压缩机，或在要求不高的普通型试验箱中作为单级制冷剂。
• 安全性好，不可燃（A1级）。
• 现状：作为过渡性制冷剂仍在大量使用，但长期来看也会面临被更低GWP替代品取代的压力。

3. R23

• 类型：HFCs（氢氟烃）。
• 特点与作用：
• 超低温复叠系统的核心制冷剂。通常用于复叠系统的低温级。
• 在一个典型的双级复叠系统中，高温级使用R404A或R134a，将热量排到环境空气中；低温级使用R23，将试验箱内的热量转移给高温级。
• 能够实现-70℃ 至 -150℃的极低温度。
• GWPji高，约为14800，是环保监管的重点对象。
• 现状：在超低温领域目前难以被wan全替代，但用量受到严格限制和配额管理。