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

簡(jiǎn)單來說，制冷劑在高低溫試驗(yàn)箱中的作用是作為“熱量搬運(yùn)工"，在壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，通過相變（液態(tài)變氣態(tài)吸熱，氣態(tài)變液態(tài)放熱）循環(huán)，將箱內(nèi)樣品產(chǎn)生的熱量持續(xù)不斷地“泵送"到箱外，從而實(shí)現(xiàn)快速降溫和維持低溫環(huán)境。

制冷劑的關(guān)鍵性能指標(biāo)

在討論具體制冷劑前，先了解幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)：

• 蒸發(fā)溫度/壓力： 要達(dá)到的目標(biāo)低溫，需要制冷劑在該溫度下能有效蒸發(fā)吸熱。

• 冷凝溫度/壓力： 在環(huán)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(chǎn)生的制冷量，影響運(yùn)行成本。

• 環(huán)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(diǎn)

高低溫試驗(yàn)箱的制冷劑發(fā)展經(jīng)歷了從傳統(tǒng)到環(huán)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(diǎn)與作用：

• 曾是工業(yè)制冷和中低溫領(lǐng)域的黃金標(biāo)準(zhǔn)，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(qiáng)效溫室氣體。

• 適用于-50℃至 -60℃ 的低溫范圍，通過單級(jí)或復(fù)疊式壓縮可以輕松實(shí)現(xiàn)。

• 制冷效率較高，技術(shù)成熟。

• 現(xiàn)狀： 由于ji高的GWP，正根據(jù)《基加利修正案》在全球范圍內(nèi)被逐步淘汰。目前仍在許多老設(shè)備上使用，但新設(shè)備已很少采用。

2. R134a

• 類型： HFCs（氫氟烴）。

• 特點(diǎn)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(zhì)。

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

• 安全性好，不可燃（A1級(jí)）。

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

3. R23

• 類型： HFCs（氫氟烴）。

• 特點(diǎn)與作用：

• 超低溫復(fù)疊系統(tǒng)的核心制冷劑。通常用于復(fù)疊系統(tǒng)的低溫級(jí)。

• 在一個(gè)典型的雙級(jí)復(fù)疊系統(tǒng)中，高溫級(jí)使用R404A或R134a，將熱量排到環(huán)境空氣中；低溫級(jí)使用R23，將試驗(yàn)箱內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移給高溫級(jí)。

• 能夠?qū)崿F(xiàn)-70℃ 至 -150℃ 的極低溫度。

• GWPji高，約為14800，是環(huán)保監(jiān)管的重點(diǎn)對(duì)象。

• 現(xiàn)狀： 在超低溫領(lǐng)域目前難以被wan全替代，但用量受到嚴(yán)格限制和配額管理。