常用的新型载冷剂种类多样,不同类型的载冷剂由于其特性不同,适用范围也有所差异,以下是一些常见的种类及其适用范围:
多元醇类载冷剂(改性水 - 乙二醇、水 - 丙二醇)
特性:通过对传统水 - 乙二醇、水 - 丙二醇载冷剂进行改性,进一步优化其性能,如降低腐蚀性、提高低温稳定性等。一般来说,其凝固点可通过调整浓度在较宽范围内变化,比如浓度为 60% 左右的水 - 乙二醇载冷剂凝固点可达约 - 40℃。
适用范围:广泛应用于工业制冷领域,如化工行业中反应釜、冷凝器等设备的冷却;食品加工行业中,用于冷库、冷链物流等低温环境的制冷系统;在中央空调系统中,也常用作载冷剂来传递冷量。由于水 - 丙二醇相对水 - 乙二醇毒性更低,水 - 丙二醇载冷剂更适用于对安全性要求较高的食品、饮料、制药等行业。
有机合成载冷剂(如某些含氟、含醚有机化合物)
特性:具有极低的凝固点,能满足极低温环境的需求,同时化学稳定性好,不易与其他物质发生反应。部分有机合成载冷剂还具有良好的电绝缘性能。
适用范围:常用于科研实验中的超低温制冷设备,如超导实验、低温物理实验等;在航空航天领域,用于对飞行器上的电子设备、仪器仪表等进行冷却;一些对温度要求极低的特殊工业生产过程,如某些高端材料的制备过程也会使用这类载冷剂。
离子液体载冷剂
特性:蒸气压极低,几乎不挥发,不易燃、不爆炸,热稳定性和化学稳定性极佳,且具有良好的导电性和可设计性(可通过改变离子组成来调整其性能)。
适用范围:在一些对安全性和稳定性要求极高的场合使用,如核工业中放射性物质处理设备的冷却;高端电子设备的散热,因其良好的电绝缘性和热稳定性,能有效保护电子元件;还可用于一些特殊的化学反应过程,作为反应介质和载冷剂。
天然载冷剂(如二氧化碳、氨)
特性:二氧化碳临界温度较低,在一定条件下可实现低温制冷,且环保性能好,ODP(臭氧消耗潜能值)为 0,GWP(全球变暖潜能值)相对较低;氨的制冷效率高,单位体积制冷量大,价格便宜。
适用范围:二氧化碳适用于复叠式制冷系统的低温级制冷,在超市的冷冻冷藏陈列柜、冷库等商业制冷领域有广泛应用;氨常用于大型工业制冷系统,如化肥厂、制冰厂、肉类加工厂等,由于氨具有一定毒性和可燃性,在使用时需要严格的安全措施。
硅油类载冷剂
特性:工作温度范围宽,可在 - 50℃至 200℃甚至更高温度下稳定工作,化学稳定性好,不与一般物质发生反应,电绝缘性能优异,对橡胶、塑料等材料的兼容性好。
适用范围:常用于电子工业中,对电子元器件、电路板等进行冷却,因其良好的电绝缘性不会影响电子设备的正常运行;在一些高温和低温交替变化的复杂工况下,如塑料加工、化工反应釜的温控系统等,硅油载冷剂也能发挥稳定的作用。