制冷技术的应用范围非常广泛,从工农业生产到我们的日常生活,应用范围一般可分为三个温区:
低温区(约-120℃以下)主要用于气体分离、气体液化、超导和宇航等。
中温区(-120~5C)主要用于冷藏、冷冻、化工生产工艺过程,生化制品的生产等。
高温区(5~80℃)主要用于空调、除湿、热泵蒸发和热泵干燥等。
制冷技术在国民经济的各个部门及人们的日常生活中的应用主要在以下几方面:
1.冷藏
制冷技术在冷冻与冷藏上的应用主要是对易腐食品(如鱼、肉、蛋、果类、蔬菜等食品)进行冷加工、冷藏及冷藏运输,以减少生产和分配中的食品损耗,保证各个季节市场的合理分配。采用的制冷装置有冷库、冷藏汽车、冷藏船、冷藏列车、冷藏商品陈列柜、冷柜和家用冰箱等。
2.空气调节
随着人们生活水平的提高,为了满足人们舒适的生活和工作环境,空调技术的使用得到了很大的发展。例如宾馆、商场、剧场、大型公共建筑、汽车、飞机座舱、办公室、居民住宅等的空调设备,为人们提供了适宜的生活和】:作环境,不仅有益于身心健康,而且可以提高生产和工作效率。
大型集中式空调系统供冷。例如我国的首都机场,拥有空调冷量1.2万kWl美国的“世界贸易中心大楼”,楼高410m,总建筑面积120万m2,拥有空调冷量17万kW;日本大阪的“国际博览会”,建筑面积80万1112,拥有空调冷量10万kW;法国某居民住宅的空调系统,拥有空调冷量7万kW.可向6000户居民、100万1112的居住面积供冷。
3.除湿
高温生产车间,纺织厂、造纸厂、印刷厂、胶片厂、机器设备的操作控制房,精密仪器车间,精密机床加工车间,精密计量室,计算机房等的环境除了对温度要求调节外,往往对环境的湿度也有较高的要求,这时通常使用冷冻除湿机进行除湿,以保证产品的质量,或机器、仪表的精度,或精密设备的正常特性。
4.工业生产
在工业生产中,借助于制冷,可使气体液化、气体分离,带走化学反应中的反应热。盐类结晶,燃料、化肥的生产,天然气的液化、贮运也需要制冷。利用制冷可以对钢进行低温处理(-70~-90℃),可以改变其金相组织,使奥氏体变成马氏体,提高钢的硬度和强度。在机器的装配过程中,利用低温能方便地实现过盈配合。在钢铁工业中,高炉鼓风需要用制冷的方法先将其除湿,然后再送人高炉,以降低焦化比,保证铁水质量,一般大型高炉孵几千千瓦冷量。
5.农牧业
利用制冷对农作物种子进行低温处理,创造人工气候室育秧,保存动物良种精液等。
6.建筑工程
利用制冷可实现冻土法开采土方。在挖掘矿井、隧道、建筑江河堤坝时,或在泥沼、砂水处掘井时,可采用冻土法使工作面不坍塌,保证施工安全。拌和混凝土时,用冰代替水,借冰的熔化热补偿水泥的固化反应热,可以制出大型混凝土构件,有效地避免了大型构件因得不到充分散热而产生内应力和裂缝等缺陷。
7.国防工业
高寒条件下工作的发动机、汽车、坦克、大炮等常规武器的性能,在研制和生产过程中往往需进行环境模拟实验;航空仪表、火箭、导弹中的控制仪器,也篙在地面模拟高空低温条件进行性能实验,这些都需要利用制冷为其提供低温和低压环境试验条件。原子能反应堆的控制也需要制冷。人防与地下工程需要进行除湿。
8.医疗
除了低温保存疫苗、药品、血液及皮肤外,冷冻手术,如心脏、外科、肿瘤、白内障、扁桃腺的切除手术,皮肤和眼球的移植手术及低温麻醉等,均需要制冷技术。生物化学产品、药品需要利用真空冷冻干燥。此外,电子技术、能源、新型原材料、宇宙开发、生物技术等尖端科学领域中,制冷技术也起着重要的作用。