真空制冷技術
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
真空制冷技術的實例教程
導 讀
制冷行業的碳排放占全球總量的7.8%，降低碳排放需要將氟代烴制冷劑的溫室效應降低到現有水平的10%以內。彈熱制冷是最具潛力的下一代制冷技術，其利用了應力驅動記憶合金產生晶格相變時的制冷效應，具有零溫室效應的核心特征，兼具高效、低振動等核心優勢。近日，西安交通大學錢蘇昕團隊與中科院寧波材料所劉劍團隊合作，成功研制了全球首臺彈熱制冷冰箱，相比現有水平，緊湊性提升了26%，實現了9.2℃的制冷溫差和3.1 W的最大制冷功率。成果發表于The Innovation期刊。
圖1 圖文摘要
彈熱制冷技術的發展
彈熱效應是在固體相變材料中由軸向應力驅動溫度變化的現象。對形狀記憶合金施加軸向應力時，奧氏體變為馬氏體，相變過程釋放潛熱，合金溫度上升；卸載應力時，馬氏體變回奧氏體，逆向相變過程吸收潛熱，合金溫度降低。鎳鈦二元合金在卸載應力時溫度可降低20℃以上，即此時的制冷能量密度可達100 J cm-3，超越了部分氟代烴制冷劑的單位體積制冷能力。除此之外，鎳鈦合金具有零排放、高能效、可回收再生、低成本、低振動運行優勢，已有規模化的產業鏈和行業技術標準。因此，美國能源部的研究報告指出，彈熱制冷是最具發展潛力的非蒸氣壓縮制冷技術。
自2014年首臺彈熱制冷機成功研發以來，彈熱制冷機的制冷性能得到了快速發展，發展了單級、復疊、主動回熱等多種循環方式，構建出了水冷、固-固接觸等換熱形式。盡管彈熱制冷機的性能不斷取得新的突破，緊湊性一直是制約彈熱制冷機推廣的瓶頸（圖2）。
展開 —— Magnoric 首席運營官
Rémi Dubois
”
關于客戶
Magnoric 是總部位于法國的磁制冷技術先行者，其創新系統基于主動磁熱回熱器（AMRs）構建，為傳統氣體壓縮制冷提供了可持續的固態替代方案。該公司利用磁熱材料與傳熱流體，研發出高效節能且環境友好的制冷解決方案，旨在革新從食品保鮮到氣候控制等多個行業領域。憑借對精密工程與創新技術的堅定追求，Magnoric 持續提升其尖端制冷技術的性能與耐久性。
面臨的挑戰
Magnoric 的 AMR 系統內置精密冷卻通道，通道內裝有多層磁熱板，板片之間由間隔層分隔。間隔層雖能防止板片發生機械卡滯，但也會干擾流體流動，且顯著增加壓降 —— 這不僅會提高泵送功率需求，還會降低系統整體效率。為優化設計，團隊需重點考量間隔層的規格參數：較薄的間隔層可最大限度減少壓降，但機械強度不足，易產生碎屑堵塞流道；較厚的間隔層強度更高，卻會增加死體積，對傳熱性能造成負面影響。
間隔層的優化工作引出了兩個關鍵工程問題：
實際 AMR 系統中的壓力損失，與理想化通道模型預測的結果存在多大差異？
何種間隔層厚度能在結構耐久性與液壓效率之間實現最佳平衡？
為找到答案，Magnoric 需要一套先進的仿真與測量解決方案，能夠精準捕捉復雜 AMR 幾何結構中的流動特性、壓降及熱傳遞過程。
Altair解決方案
Magnoric 采用了 Altair? SimLab? 先進的熱仿真、計算流體動力學（CFD）及電磁（EM）仿真解決方案，該方案專為處理多物理場建模與復雜幾何結構設計。
展開 什么是真空熱處理加工技術？
主要指的是真空技術與熱處理技術相結合的新型熱處理技術，其中，真空熱處理所處的真空環境指的是低于一個大氣壓的氣氛環境，包括低真空、中等真空、高真空和超高真空等，所以，真空熱處理實際也屬于氣氛控制熱處理。
真空熱處理是指熱處理工藝的全部和部分在真空狀態下進行的，真空熱處理可以實現幾乎所有的常規熱處理所能涉及的熱處理工藝，但熱處理質量大大提高。
與常規熱處理相比，真空熱處理加工技術可同時實現無氧化、無脫碳、無滲碳，可去掉工件表面的磷屑，并有脫脂除氣等作用，從而達到表面光亮凈化的效果。
1. 真空熱處理加工技術的應用
其實，真空熱處理加工技術在國外應用的較早，美國的海斯公司和日本真空研究所在1968年，先后研制出真空淬火油和水劑淬火介質，從而，真空淬火技術在熱處理行業得到迅速發展，從單室爐發展到了多組合機群，從一般的真空淬火發展到高壓氣淬、真空水劑淬火、真空滲碳、真空碳氮共滲及多元共滲等。
而我國在經過幾十年的努力，真空爐制造廠商在設計、制造水平和質量上得到了很大的提高，用國產真空設備替代從國外進口的真空設備逐漸增多，從而降低了使用單位的生產成本，使真空熱處理的應用范圍迅速擴大。
2. 真空熱處理加工技術的工藝原理
利用金屬在真空狀態下的變相特點，在與大氣壓只差0.1MPa范圍內的真空下，固態相變熱力學、動力學不產生什么變化。在制訂真空熱處理工藝規程時，完全可以依據在常壓下固態相變的原理，完全可以參考常壓下各種類型組織轉變的數據。同時，在真空脫氣作用下，可以提高金屬材料的物理性能和力學性能，在真空狀態下加熱，金屬工件表面元素會發生蒸發現象。金屬實現無氧化加熱所需的真空度，表面凈化作用，實現少無氧化和少無脫。
3.
展開 制氧技術在富氧空調系統中的應用[J]. 潔凈與空調技術, 2015(04): 19-23.
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展開 四、冷熱水系統工作原理
它屬于二次換熱設備，在冷水機組內的工作原理與家用空調類似，只是在制冷劑蒸發側不同。家用空調是直接將冷量交換給了需要處理的空氣，而冷水機組是將冷量交換給循環水。循環水泵將被冷卻了的水送到需要進行空氣調節的房間內的風機盤管，通過風機盤管將冷量傳送給空氣。
冷凍水系統主要由循環水泵、補水閥、水箱、排氣閥、平衡閥、循環水管、風機盤管等部件組成，水系統布置靈活，獨立調節性好，能滿足復雜房型分散使用、各個房間獨立運行的需要。但是水系統易漏易蝕，家庭裝潢多為石膏類固定天花板，若滴水就會帶來很大 麻煩。
冷熱水機的適用范圍：
別墅；
醫院；
賓館；
酒店；
辦公；
寫字樓；
機場；
娛樂場所。
五、VRV系統的工作原理
VRV系統就是常說的多聯機，它輸送能量的介質是氟里昂，可以用細小的銅管代替粗大的風管，噪音也大大降低。多聯機就是用一個超大功率的室外主機帶動多個室內機，由于采取的是并聯方式，所以可方便地進行分區控制。
VRV冷媒分流技術和電氣控制技術有較高的水準，并且零部件的專用性強，因此的價格昂貴。VRV制冷劑系統的適用范圍：大面積多居室的單元房、復式住宅、庭院別墅、高檔商住樓、單元式辦公寫字樓等。
六、基本術語
名義制冷量：
是指空調器銘牌上標稱的制冷量；其工況按國家標準GB/T 7725--2004規定。
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真空制冷技術的最新內容
一、高溫高濕泛白的3大核心成因
PC真空鍍鋁后在高溫高濕環境下泛白，并非單一因素導致，而是“鋁層特性+界面結構+環境侵蝕”三者共同作用的結果，其中這3點是關鍵：
1、鋁層氧化加速
鋁是典型的高活性金屬，即便在真空環境下完成鍍覆，表面也會快速形成一層極薄的氧化膜（Al?O?）。正常環境下，這層氧化膜厚度不足10nm，透明且致密，基本不影響外觀；但在高溫環境（溫度
“
Altair 強大的解決方案幫助我們團隊以無與倫比的速度與精度，探索復雜的設計權衡問題。我們能夠快速仿真復雜幾何結構的多物理場模型，并自信地評估間隔層厚度對性能與耐久性的影響。該解決方案不僅優化了我們的建模方法，更為研發更可靠、更高效的 AMR 系統指明了清晰方向。
—— Magnoric 首席運營官
Rémi Dubois
”
來源 | Journal of Energy Chemistry
01
背景介紹
隨著溫室效應的加劇，全球平均溫度逐年上升，使得人們對制冷的需求不斷增加。傳統的基于壓縮式的制冷方式（如：空調）往往是將熱量從室內轉移到室外，并且需要消耗大量的能源，加劇了全球氣候變暖。因此，在當今“雙碳”政策的背景下，如何有效降低生產生活中制冷所需的能耗已成為當下的熱門研究方向
陳國平1,2 徐一鳴1,2 陳澎鈺1,2 張進男1,2 張旭1,2
1.海信家電集團有限公司
2.海信空調有限公司
隨著社會的發展，生活水平的提高，人們對空調、冷藏和冷凍等制冷設備的振動噪聲提出了更高的要求，制冷壓縮機作為制冷系統的主要振動噪聲源，其振動噪聲控制技術愈發重要。制冷壓縮機經過升級換代后，產品能效得到了顯著提升，但還需要在振動噪聲方面付出更多的努力才能取得突破性的進展。制冷壓縮機噪聲主要包括機械性振動噪聲、流致性振動噪聲和電磁性振動噪聲
在很多領域如航天、生物醫藥、冷鏈運輸等都需要更低的溫度來保證生產制造的正常運行。因此，復疊式制冷系統和雙級壓縮制冷系統獲得了很多的關注。
（示意圖，不對應文中任何具體產品）
來源 | Science，北航新聞網
01
背景介紹
熱電技術已廣泛應用于廢熱回收和固態制冷等關鍵領域。其中，熱電制冷是利用帕爾帖效應直接將電能轉換為熱能的綠色制冷技術，僅通過調節工作電壓和電流就可以實現對制冷量和溫度的連續高精度控制。熱電制冷技術由于其控溫精準、尺寸靈活、結構多樣和局部冷卻等眾多優勢
一、中央空調基本概念
一般認為制冷量大于14000W，帶風道的空調器稱為中央空調或商用空調，其余稱為家用空調。中央空調是集中處理空調負荷的系統形式，空調機組產生的冷（熱）量是通過一定的介質輸送到空調房間的。
戶式中央空調：
其核心是一種“小型的中央空調”，是由一臺主機通過風道送風或冷熱源帶動空調末端的方式來控制各房間以達到調節室內空氣品質之目的的空調。它在制冷原理上
來源 | 制冷學報
作者 | 郭晨玥，潘浩丹，徐琪皓等
摘要：天空輻射制冷技術是指地球表面物體通過“大氣窗口”波段(主要在 8～13 μm)向宇宙發射紅外輻射以實現自身降溫的過程。作為一種無需能量輸入的制冷技術，天空輻射制冷可為應對能源危機及全球變暖提供一種新的思路。從發展歷程看，傳統的輻射制冷技術應用僅限于夜間。近年來，隨著納米光子學及超材料領域的發展，日間輻射制冷技術的優勢已經得到驗證
現有的主流微型制冷系統按照其產生冷量方式的不同，可以分為蒸氣壓縮制冷、吸收式制冷、吸附式制冷和半導體制冷，不同制冷方式具有不同的優缺點，適用于不同的場合。
1 微型蒸氣壓縮式制冷系統
蒸氣壓縮式制冷是發展最早、使用最廣泛的一種制冷方式，據統計，目前95%的制冷系統屬于蒸氣壓縮式制冷
