相变材料的制冷(相变材料制冷服)

<h2>1. 相变材料制冷服</h2><p>硅立方采用浸没相变液冷技术，颠覆了传统的制冷方式，突破了风冷技术的冷却极限，以高绝缘、低沸点的液体作为冷媒，将服务器芯片、主板在内的所有计算部件浸没于液态冷媒中，将部件产生的热量通过相变换热的方式转移出设备。</p><p>相比于传统的空气冷却、间接式冷却等方式，浸没式液冷技术提高了散热效率，能效比PUE①突破性降至1.04（全球数据中心PUE平均值为1.58），节能效果显著，同时创新的进出液口快速插拔设计令设备维护及冷媒更换简单、快捷。若全部采用硅立方浸没液冷计算机，全国数据中心每年可节电400亿度，相当于1/3个三峡大坝的发电量②。</p><h2>2. 相变材料冷却系统</h2><p><p >相变冷却就是利用物质由质密态到质稀态的相变(融化、蒸发、升华)时的吸热效应达到冷却目的。</p><p>相变是指物质集聚态的变化。物质在发生相变时，由于分子重新排列和分子热运动速度改变，必然伴随着吸收或放出一定的热量，这种热量称为相变潜热。相变冷却就是利用物质由质密态到质稀态的相变(融化、蒸发、升华)时的吸热效应达到冷却目的。</p></p><h2>3. 相变材料冷却原理</h2><p>晶粒长大的过程，就是原子的再排列过程，是金属材料自我组织的过程，在再排列过程中，原子必然需要有一定距离的迁移，原子迁移需要足够的能量与时间。</p><p>迅速冷却，就降低了原子的能量与它的迁移时间，晶粒长大过程受到抑制。如果迅速冷却导致金属材料发生相变，较快的冷却速度有利于新金相组织的形核与晶粒细化。</p><h2>4. 相变制冷有哪些</h2><p>蒸气压缩式、吸收式、蒸气喷射式和吸附式制冷都属于液体汽化制冷。</p><p>产生低温，需要从物体中吸热，直到低于环境温度。物体的相变过程，如固体融化、液体汽化固体升华均需要吸收热量，产生低温。此外，液体绝热节流、气体在膨胀机中绝热膨胀、涡旋效应和电热效应等等，均能产生低温。</p><h2>5. 相变制冷的工作原理</h2><p>医疗柜有一些药品需要在深冷环境下保存，所以这是－120℃到－180℃制冷设备存在的背景。</p><p>而实现手段就是通过两个及以上的制冷循环，不同相变温度的制冷剂，进行分阶段的制冷，类似于压缩机的分级压缩，可以使得每个阶段的压缩比不至于太大，避免机械行程过长导致的可靠性差问题。</p><h2>6. 相变制冷剂</h2><p>1.氨（代号：R717）</p><p>氨是目前使用最为广泛的一种中压中温制冷剂。氨的凝固温度为-77.7℃，标准蒸发温度为－33.3℃，在常温下冷凝压力一般为1.1～1.3MPa，即使当夏季冷却水温高达30℃时也绝不可能超过1.5MPa。氨的单位标准容积制冷量大约为520kcal/m3。</p><p>氨有很好的吸水性，即使在低温下水也不会从氨液中析出而冻结，故系统内不会发生“冰塞”现象。氨对钢铁不起腐蚀作用，但氨液中含有水分后，对铜及铜合金有腐蚀作用，且使蒸发温度稍许提高。因此，氨制冷装置中不能使用铜及铜合金材料，并规定氨中含水量不应超过0.2％。</p><p>氨的比重和粘度小，放热系数高，价格便宜，易于获得。但是，氨有较强的毒性和可燃性。若以容积计，当空气中氨的含量达到0.5％～0.6％时，人在其中停留半个小时即可中毒，达到11％～13％时即可点燃，达到16％时遇明火就会爆炸。因此，氨制冷机房必须注意通风排气，并需经常排除系统中的空气及其它不凝性气体。</p><p>总上所述，氨作为制冷剂的优点是：易于获得、价格低廉、压力适中、单位制冷量大、放热系数高、几乎不溶解于油、流动阻力小，泄漏时易发现。其缺点是：有刺激性臭味、有毒、可以燃烧和爆炸，对铜及铜合金有腐蚀作用。</p><p>2.氟利昂-12（代号：R12）</p><p>R12为烷烃的卤代物，学名二氟二氯甲烷，分子式为CF2Cl2。它是我国中小型制冷装置中使用较为广泛的中压中温制冷剂。R12的标准蒸发温度为－29.8℃，冷凝压力一般为0.78～0.98MPa，凝固温度为-155℃，单位容积标准制冷量约为288kcal/m3。</p><p>R12是一种无色、透明、没有气味，几乎无毒性、不燃烧、不爆炸，很安全的制冷剂。只有在空气中容积浓度超过80％时才会使人窒息。但与明火接触或温度达400℃以上时，则分解出对人体有害的气体。</p><p>R12能与任意比例的润滑油互溶且能溶解各种有机物，但其吸水性极弱。因此，在小型氟利昂制冷装置中不设分油器，而装设干燥器。同时规定R12中含水量不得大于0.0025％，系统中不能用一般天然橡胶作密封垫片，而应采用丁腈橡胶或氯乙醇等人造橡胶。否则，会造成密封垫片的膨胀引起制冷剂的泄漏。</p><p>3.氟利昂-22（代号：R22）</p><p>R22也是烷烃的卤代物，学名二氟一氯甲烷，分子式为CHClF2，标准蒸发温度约为－41℃，凝固温度约为－160℃，冷凝压力同氨相似，单位容积标准制冷量约为454kcal/m3。</p><p>R22的许多性质与R12相似，但化学稳定性不如R12，毒性也比R12稍大。但是，R22的单位容积制冷量却比R12大的多，接近于氨。当要求－40～－70℃的低温时，利用R22比R12适宜，故目前R22被广泛应用于－40～－60℃的双级压缩或空调制冷系统中。</p><p>R502 R603 等还有很多是共沸制冷剂，他们是两种或两种以上的制冷机按不同的比例混合制成的</p><h2>7. 相变制冷有哪几种制冷循环</h2><p>1.蒸发过程:蒸发过程在蒸发器中进行，为恒压、恒温过程。蒸发器入口的制冷剂既有液态又有汽态，但绝大部分为液态。液态制冷剂流过蒸发器时蒸发吸热，变为气态，并产生制冷效应，因此，需要制冷的地方就要设置蒸发器。汽态制冷剂流经蒸发器不产生相变，不产生制冷效应，因此，从设计与维修角度，经毛细管节流后流入蒸发器的制冷剂中液态愈多、汽态愈少，制冷效果愈好。</p><p>2.压缩过程:压缩过程在压缩机中进行，为升压、升温过程。压缩后的蒸汽为过热蒸汽，其温度比冷凝温度高得多。R12必须经过压缩，提高其压力，使之达到冷凝压力，才能在冷凝器中冷凝为液体。</p><p>3，冷凝过程:冷凝过程在冷凝器中进行，为恒压过程。冷凝器分为两段，入口段为冷却段，把过热蒸汽冷却为饱和蒸汽，这一段的温度较高，是一个降温段，出口段为冷凝段，把饱和蒸汽冷凝为饱和液体，这一段温度接近室温，是一个恒温段。因此，电冰箱冷凝器入口段温度较高，中部温热，出口段接近室温。在冷凝器中不管是入口段还是出口段，制冷剂都是放热的。</p><p>在入口段制冷剂不发生相变，放出显热，使制冷剂温度降低。在出口段放出潜热，使制冷剂由气态变为液态。</p><p>4。节流过程:节流过程在毛细管中进行，为降压、降温过程。液态制冷剂节流后有少量液体变为汽体.节流后的液体愈多、汽体愈少，蒸发器中的制冷量就愈大。</p>