人类与酷热斗争的历史,可以追溯到几千年前。在中国,先秦时代的人已经掌握采冰、储冰技术。在古印度,蒸发制冷技术也得到了应用。
中世纪时,冷却食物是通过在水中加入硝酸钠或硝酸钾而使温度降低。这就是制冷工艺的起源。在法国,冷饮是1660年开始流行的。人们通过在水里旋转装有溶解硝石的长颈瓶,来使水冷却。这个方法可以产生非常低的温度并且可以制冰。
1842年,美国佛罗里达医院的一位内科医生为了给黄热病患者治疗,设计和制造了一台空气冷却装置给病房降温。其基本原理是:压缩一种气体,通过盘管使它冷却,而后膨胀使其温度进一步降低,这也就是今天用得最多的制冷器。后来,他将这项技术投入到制冰实验中,并在1851年获得关于机械制冰的第一项专利。
1859年,法国人开利发明了一种更加复杂的制冷系统。以前的压缩机用空气作制冷剂,开利发明的设备用快速蒸发的氨作制冷剂。由于氨比水液化时的温度低,因此可以吸收更多热量。新一代制冷机得到了大范围推广。1914年,美国几乎所有肉联厂都安装了制冷机械的氨压缩系统,每天的制冷能力超过90000吨。在当时,这种制冷机也有其缺点,即成本高,体积大,系统复杂,再加上氨制冷剂有毒性,因此阻碍了其在家庭中的普遍应用。
随着制冷技术的成熟,制冷剂这一核心要素的安全性问题进入人们的视野。1920年,制冷工程师合成了氟利昂,后来人们发现,氟利昂会破坏臭氧层,给人类健康和生态环境带来多方面的危害。
寻找氟利昂的代替品,科研人员的路线产生了分歧。当时,美国人考虑到破坏臭氧层的“元凶”是氟利昂中的氯原子,所以决定探索一种不含氯原子的人工制冷剂,欧洲则选择向天然工质“异丁烷”发展。
这两条线路成为科研主流,但也各有利弊。比如,前者虽然对臭氧层没有伤害,但可能带来更多温室气体排放;后者则不够稳定,易燃易爆。而起步较晚的中国科学工作者们对两者均有涉猎。
目前,研制和发展对臭氧层无损耗、无温室效应而且节能环保的制冷技术,已成为该领域研究者的共识。太阳能制冷、磁制冷、热声制冷正在发展,同样不可不提的是冰蓄冷和水蓄冷技术。晚间用电低谷期间,用电把水冻成冷水或冰;白天用电高峰期,则通过夜晚储备好的冷水或冰水混合物来释放冷气降温,这种“削峰填谷”的技术,在美国、日本、德国等地已得到应用。
(《解放日报》8.8 彭德倩)

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