制冷是通过人工手段主动移除热量，使物体或空间温度低于自然环境温度的技术过程。其本质是能量的定向转移，核心目标在于建立并维持特定的低温环境。

 

制冷技术广泛应用于工农业生产以及人类生活的方方面面，像食品加工保鲜、舒适性空调、超导技术、航天航空等众多领域，都有它的身影。

常见的6种制冷技术，分别为蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷、吸附式制冷、蒸汽喷射式制冷、热电制冷以及磁制冷。

一、蒸汽压缩式制冷

蒸汽压缩式制冷是当前应用最广泛的一种制冷方式，它利用制冷剂在蒸发器内吸热蒸发、在冷凝器内放热冷凝的相变过程进行制冷。

压缩式制冷主要由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器四大部件构成。制冷循环时，制冷剂历经压缩升压（驱动循环）、放热冷凝（向外部排热）、节流降压（保持循环）、吸热蒸发（对外部制冷）四个过程的状态变化。

压缩机是制冷循环的动力核心，常见类型有转子式、涡旋式、活塞式、螺杆式、离心式等。

冷凝器和蒸发器为冷媒与外部水或空气的换热器，风冷的为翅片管式换热器，水冷的有壳管式、套管式换热器等。

节流装置常见的有毛细管、热力膨胀阀、电子膨胀阀、节流孔板等。除降压外，膨胀阀还可用于控制过热度和调节冷媒流量。 

压缩式制冷的优点是结构简单、效率高、制冷量大，调节便捷、启停迅速。缺点是耗电量大，压缩机运行噪音大，载冷剂也对环境有一定影响。

压缩式制冷广泛应用于空调、冰箱、超市冷柜、冷库冷藏等领域。近年来，随着变频技术、电子膨胀阀等新技术应用，其能效与控制精度都在不断提升。

 

二、吸收式制冷

吸收式制冷依靠热能驱动，利用工质对气液两相间的吸收和解吸过程来制冷。常见工质对有溴化锂水和氨水，其中溴化锂吸收式制冷应用最广。

溴化锂吸收式制冷的过程，制冷剂（水）在低压蒸发器内蒸发吸热（对外部制冷），蒸发后的水蒸气被高浓度溴化锂溶液吸收，溶液经再生器加热，水蒸气分离出来到冷凝器内放热冷凝，溴化锂溶液再回到吸收器循环使用。

吸收式制冷机主要由蒸发器、吸收器、再生器、冷凝器、溶液热交换器等部件组成。蒸发器和冷凝器常用壳管式换热器，吸收器和再生器为填料塔式。溶液泵负责输送溶液，再生器里设置烧嘴或蒸汽盘管提供热源。

吸收式制冷的优点是以热能为动力，能充分利用工业余热、太阳能、地热等低品位热源，运行成本低，还无需压缩机，噪音小、维护简单。

吸收式制冷的缺点是设备体积大、笨重，启动和调节慢，制冷温度偏高，一般在5 ~ 10℃以上（水在0℃时会结冰）。

吸收式制冷机组多用于中央空调、工业冷水、食品冷藏等领域。近些年，太阳能溴化锂吸收式制冷、地源热泵与吸收式制冷耦合等新应用不断涌现。

 

三、蒸汽喷射式制冷

蒸汽喷射式制冷，依靠蒸汽喷射器的抽吸作用，在蒸发器中保持一定的真空，使水在其中蒸发而制冷。

工作时，高压蒸汽经喷嘴喷射，在喷嘴出口形成高速低压射流，引射蒸发器中的低压蒸汽，混合蒸汽在冷凝器冷凝放热，再经泵加压后进入蒸发器吸热蒸发（对外部制冷）。

喷射式制冷的核心部件是蒸汽喷射器，由蒸汽喷嘴、吸入室、扩压室、扩散管等组成。蒸发器和冷凝器通常采用列管式换热器。此外，还需设置闪蒸罐、循环泵等辅助设备。

喷射式制冷的优点是，结构简单紧凑，运动部件少，噪音低，维护少，还能利用低品位热源驱动，运行成本低。缺点是能效系数低，单位冷量所需蒸汽量大，因此适合于小型设备。

 

四、吸附式制冷

吸附式制冷利用多孔固体吸附剂（硅胶、活性炭、沸石等）对制冷剂的可逆吸附 / 脱附作用实现制冷。

吸附剂吸附制冷剂蒸气时，蒸发器内液态制冷剂蒸发吸热（对外部制冷）。吸附剂再生加热，脱附的制冷剂蒸气到冷凝器内冷凝放热，完成一个制冷循环。

吸附式制冷机核心部件是吸附床，里面装颗粒状或成型块状吸附剂。系统一般设两个吸附床，交替吸附和再生，以保证连续制冷。蒸发器和冷凝器常用壳管式或套管式换热器，水常作为制冷剂与吸附剂组成工质对。

吸附式制冷的优点是，可用70 ~ 90℃的低温热源驱动，运行成本低，噪音小，无运动部件，维护简单。缺点是制冷量小，能效系数低（一般 < 0.6），设备体积大，对吸附剂性能要求高。

吸附式制冷适用于农产品储藏、仓库冷藏、餐饮冷柜等小型制冷领域，尤其适合采用太阳能、工业余热等廉价热源的场合。

 

五、热电制冷（半导体制冷）

热电制冷利用半导体的帕尔贴效应制冷。当两种不同导电材料构成回路并通直流电时，两导体连接点会出现吸热或放热现象。串联多个P型和N型半导体并施加直流电压，就能获得连续制冷量。

热电制冷器核心部件是由P型和N型热电偶组成的热电模块，两端分别连接吸热端和放热端。系统还包括换热器、风扇、直流电源等辅助设备。热电模块小巧轻便，可按需组合。

热电制冷的优点是，体积小、重量轻、无噪音、无需制冷剂、启动快、温度调节精准，能实现- 20 ~ 70℃的温度范围。缺点是能效系数低（一般<1.0），制冷量小，单台设备制冷量通常在几百瓦以下，成本还高。

热电制冷广泛应用于医疗器械、精密仪器、航天航空、汽车控制、个人护理等领域，典型产品如小型冰箱、饮水机、皮肤治疗仪等。

 

六、磁制冷

磁制冷靠磁卡效应制冷，即顺磁性物质在外加磁场下绝热磁化升温，绝热去磁降温。通过调控外加磁场并与低温热源 / 高温热源进行热交换，可获得连续制冷效应。

磁制冷机的核心部件是磁制冷工质和磁场发生装置。磁制冷工质主要有稀土金属及其合金、卡诺合金、Mn系合金等，磁场发生装置可采用永磁体或超导电磁体。此外，系统还包括用于热交换的流体回路、驱动装置等。

磁制冷的优点，理论能效高，制冷温跨范围广（从室温至20K），对环境友好，噪音低，能精准调温。缺点是设备成本高，目前还处在实验室研究和样机开发阶段，尚未大规模商业化应用。

磁制冷在超导技术、量子计算、航天探测等领域前景广阔。随着材料、制造等技术进步，有望在家用电冰箱、中央空调等领域取得突破。