低温蓄冷系统设计与应用分析(5)
目前，蓄冷工程低温循环系统中传统的常用载冷剂有盐水、丙二醇、乙二醇、二氯甲烷（R30）、一氟三氯甲烷（R11）和二甲醚等。
盐水即氯化钙或氯化钠的水溶液，其凝固温度随浓度而变，本文以氯化钙为例，给出了其质量分数与凝固温度关系表，如表1.6所示。盐水价格虽非常低廉，但作为载冷剂使用时会受到使用温度不够低和对金属有腐蚀作用等条件带来的限制。
表1.6 氯化钙盐水性能表
质量分数% 凝固点℃ 相对密度（15℃） 质量分数% 凝固点℃ 相对密度（15℃）
0.1 0.0 1.00 22.8 -23.2 1.21
2.5 -1.2 1.02 24.7 -28.3 1.23
4.8 -2.4 1.04 26.6 -34.6 1.25
7.1 -3.7 1.06 28.4 -43.6 1.27
9.4 -5.2 1.08 29.9 -55.0 1.29
11.5 -7.1 1.10 31.2 -41.6 1.30
12.6 -8.1 1.11 33.0 -27.1 1.32
14.7 -10.2 1.13 34.7 -15.5 1.34
16.8 -12.7 1.15 36.4 -5.1 1.36
18.9 -15.7 1.17 37.4 0.0 1.37
20.9 -19.2 1.19
乙二醇和丙二醇全溶于水且性质稳定，它们的水溶液通常被用作载冷剂，其水溶液的凝固温度随其浓度而变，根据水溶液的不同浓度，载冷剂适用的温度范围为0～-50℃。丙二醇无腐蚀性；乙二醇略有腐蚀性，使用时需要加缓蚀剂。
二氯甲烷（R30）液体是常见的载冷剂，其凝固温度为-97℃，作为载冷剂时的适用温度范围为-50℃～-90℃。该物质遇明火、高热可燃，受热分解会发出剧毒光气。
一氟三氯甲烷（R11）液体是常见的载冷剂，它的凝固温度为-111℃，作为载冷剂时的适用温度范围为-50℃～-100℃。但是一氟三氯甲烷属于CFC类物质(第一批受限的ODS物质)，其会破坏臭氧层，并且存在温室效应，因此国际上已经停止了在新空调、制冷设备上的初装和旧设备上的再添加。中国从2007年起也停止了一氟三氯甲烷的生产和在新制冷空调设备上的初装。
二甲醚液体是常见的载冷剂，它的凝固温度为-138.5℃，沸点-23.7℃，作为载冷剂时的适用温度范围为-30℃～-103℃。二甲醚易燃，与空气混后接触热、火星、火焰或氧化剂时易燃烧爆炸。
1.3 本课题的研究意义及主要研究内容
1.3.1 本课题的研究目的
在航空、汽车、家电、科研等领域，电子产品测试场合通常需要提供高低温交变工况，例如-60℃～+150℃，交变过程通常包括降温、低温恒温、升温和高温恒温四个阶段。在恒温阶段，所需的制冷负荷一般很小，而在降温阶段则需要很大的制冷负荷，因此导致低温恒温阶段的能效过低，同时制冷设备容量很大。为了减小设备大小，提高系统总体能效，一种可能的途径就是采用蓄冷方法，降低制冷设备容量，提高恒温段能效。
关键问题在于，此类蓄冷系统所需的蓄冷温度较低，且在降温过程中需要温度快速下降，即需要较大的制冷功率。而通过对国内外蓄冷技术的研究状况进行分析,可以看出,目前的研究工作主要集中于蓄冷温度在0～12℃范围内，应用于建筑物的蓄冷空调技术,而应用于其它领域的甚少,低温蓄冷技术相关报道也很少。因此研究低温蓄冷具有理论和实用意义,不仅可以发展蓄冷技术理论,而且具有广阔的应用前景,有望在某些化工生产、冷冻冷藏和电子产品测试等方面得到推广和应用。