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載冷劑在制冷系統中的應用

   2019-10-23 子琪45
核心提示:載冷劑是制冷系統中借以傳遞冷量的物質。載冷劑將制冷機制得的冷量傳遞給被冷卻對象。它通??梢允且后w,也可以是氣體。一般常用的有水、鹽水和空氣等。

載冷劑是制冷系統中借以傳遞冷的物質。載冷劑將制冷機制得的冷量傳遞給被冷卻對象。它通??梢允且后w,也可以是氣體。一般常用的有水、鹽水和空氣等。例如:制冰通常是用鹽水做載冷劑的。如在制冰系統中,蒸發盤管是沉浸在鹽水槽中,在制冰時,可將盛有水的制冰模子,放入鹽水槽內。槽內鹽水吸收了蒸發盤管中的冷量,溫度下降,然后將冷量傳給制冰模子中的水,鹽水溫度便又升高。裝在糟內的攪拌器不斷地攪拌著鹽水,使之循環流動,這樣,水就不斷地通過鹽水從蒸發盤管獲得冷量,經過一定的時間便結成冰。

一般對載冷劑的要求是:比熱大(1公斤的物質升高1所吸收的熱量,稱為比熱,單位是千卡/公斤)、凝固點低(物質由液體變為固體時的溫度稱為凝固點)、對金屬及有關的設備材料不起化學作用、廉價易得。

空氣的比熱很小,只有在采用空氣直接冷卻時才使用,如小型空調器。水的比熱大,但水的凝固點高,因而限制了它的使用,它僅用于0以上的系統中。如果在水中放一些鹽,則其凝固點就降低了。在0以下的系統中,常采用這種鹽水作載冷劑。常用的鹽水有氯化鈣(GaCL2)鹽水,和氯化鈉(NaCl)鹽水。

鹽水的凝固點是隨著水中鹽的含量多少而變化。圖3-2為氯化鈉鹽水的凝固曲線。當水中的含鹽量為15%時,其凝固點溫度為-10。圖中左邊曲線表示:隨著水中含鹽量的增加,鹽水的凝固溫度就降低,直到冰鹽共品點為止。此點相當于全部鹽水結成一塊冰鹽結晶體。冰鹽共晶點是鹽水的最低凝固點。若水中含鹽量為15,當溫度降低至相應的凝固點,即等于一 10時,則有冰開始從鹽水中析出,所以,冰鹽共晶點左面的曲線稱為析冰線。鹽水在一定的濃度下,其凝固點的溫度是一定的,濃度愈大,凝固點越低,但也不是隨濃度的增加而一直降低下去。當濃度超過共晶點時,首先從鹽水中凝固析出的是結晶鹽,而且凝固點是隨濃度的增大而升高,所以冰鹽共晶點右面的曲線又稱析鹽線。

因此,我們可以根據制冷系統的工作溫度,選擇鹽水及其濃度。首先應使鹽水的濃度不致于會在蒸發器表面產生結冰現象。但濃度又不宜太高,因鹽水的濃度越大,比重也就愈大,流動時的阻力也就增加,此外,濃度愈大,鹽水的比熱也會減小,這樣在制取相同冷量的情況下,要加大鹽水的循環量,增大攪拌器(或鹽水泵)所消耗的動力。為此,一般應使鹽水濃度所對應的凝固點,較制冷劑的蒸發溫度低6-8。當然鹽水的最大濃度,不得超過相當于冰鹽共晶點的濃度。氯化鈉水溶液和氯化鈣水溶液的特性可見附錄。

氯化鈉水溶液的冰鹽共晶點溫度為一21.2,此時氯化鈉的濃度為29 %,因此,只有當制冷劑的蒸發溫度高于一16時,才能采用化鈉水溶液作載冷劑。對于氯化鈣水溶液,由于它的冰鹽共晶點溫度為一66,此時氯化鈣的濃度為42.7%,所以只要制冷劑的溫度高于一60,都可采用氯化鈣水溶液作為載冷劑。

鹽水的濃度,一般是用比重計首先測出鹽水的比重,然后再根據比重查表求得。

鹽水作為載冷劑,其缺點是對金屬有腐蝕作用,一般可在鹽水中加入定量的防腐劑重鉻酸鈉(N a2Cr2O7)。若使用的鹽為氯化鈣溶液,則13的鹽水中應溶入1.6公斤的重鉻酸鈉弘但要注意,重鉻酸鈉會傷害皮膚。在溫度更低的系統中,也有采用酒精作載冷劑的。

 
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