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2-27 常用载冷剂有哪些主要性质?

:载冷剂的种类很多,常用的载冷剂按其工作温度大致可分三类:

(1)水——高温载冷剂 水作为载冷剂具有比热容大、不燃烧、不爆炸、无毒无味、化学稳定性好、价格低廉又容易获得等优点。但水的凝固点高(大气压力下,水的凝固点为0℃)是一个很大的缺点,大大限制了水在制冷工程中作载冷剂的使用范围。然而,在空气调节系统中用水作载冷剂是很理想的。

(2)盐水溶液——中温载冷剂 盐水溶液一般是用氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl 2 )配制而成,它适用于-50~5℃的制冷装置。

1)盐水的性质与溶液中的盐量多少有关。盐水的凝固点取决于盐水的含量,图2-8中的a和b图分别表示氯化钠盐水和氯化钙盐水的凝固点与含量关系。图线中左边曲线表示出随盐水的含量增加,盐水的凝固点就降低,一直到冰盐共晶点为止,此点相当于全部盐水冻结成一块冰盐结晶体,冰盐共晶点是最低的冰点,如果盐水的含量不变,而温度降低,低于该含量所对应的冰点时,则有冰从盐水中析出,所以共晶点左面的曲线就是析冰线。由此可见,当盐水含量一定时,其凝固点的温度也是一定的,在一定范围内,含量增加,冰点降低。当含量超过共晶点时,就会有结晶盐从盐溶液中析出而冰点升高,所以冰盐共晶点右面的曲线又称析盐线。不同的盐水溶液共晶点是不同的,如氯化钠盐水,质量分数为23.1%时,共晶点温度为-21.2℃;氯化钙盐水,质量分数为29.9%时,其共晶点温度为-55℃。所以我们在选择盐水溶液时,盐的含量一定要适中。过大和过小都是不利的。一般情况是使盐水凝固点比系统中制冷剂蒸发温度低4~8℃。

图2-8 盐水凝固点与含量关系

a)氯化钠(NaCl)盐水 b)氯化钙(CaCl 2 )盐水

2)氯化钠等盐水溶液最大的缺点是对金属有强烈的腐蚀作用。实践证明,金属被腐蚀与盐水溶液中的含氧量有关,含氧量越大,腐蚀性越强。盐水中的氧主要来自空气,为了减少含氧量最好采用封闭式盐水系统,减少与空气接触。此外,可向盐水中加一定量的缓蚀剂,一般采用氢氧化钠(NaOH)和重铬酸钠(Na 2 Cr 2 O 7 ),溶液呈碱性反应(pH值≈8.5),可用酚酞试剂测试。注意重铬酸钠有毒,能使皮肤破裂,有腐蚀作用,调配溶液时应小心。

3)盐水中加缓蚀剂最适宜的添加量为:

1m 3 氯化钠盐水溶液应加入NaOH 0.87kg、Na 2 Cr 2 O 7 3.2kg。

1m 3 氯化钙盐水溶液应加入NaOH 0.32kg、Na 2 Cr 2 O 7 1.6kg。

重铬酸钠与氢氧化钠的质量之比应为100:27,即每100kg重铬酸钠需加入27kg氢氧化钠。

缓蚀剂与氯化钙和氯化钠的质量之比见表2-8。

表2-8 缓蚀剂与氯化钙和氯化钠的质量之比

(3)有机物——低温载冷剂 如乙二醇、丙二醇、酒精(乙醇)、二氯甲烷(R30)等有机物溶液,它们的凝固点很低,适用于作低温载冷剂,其主要特性:

1)乙二醇(CH 2 OH·CH 2 OH)。纯乙二醇溶液无色、无味、无电解性、无燃烧性,它的凝固点随温度增加而降低。乙二醇载冷剂略有腐蚀性,需加缓蚀剂以减轻其腐蚀作用。

2)丙二醇(CH 2 OH·CHOH·CH 3 )。它与乙二醇相同,也是无色、无味、无电解性的溶液。丙二醇是无毒的,是极稳定的化合物,可与食品直接接触而不会引起污染。因此一些接触式冻结食品装置中,采用丙二醇为载冷剂。丙二醇与乙二醇盐水的含量与凝固点的关系见表2-9。

表2-9 丙二醇与乙二醇盐水的含量与凝固点的关系

丙二醇水溶液的凝固点随含量增大而降低,纯丙二醇溶液的凝固点为-60℃。

3)酒精(C 2 H 5 OH)。酒精又称乙醇,为芳香味液体,凝固点为-114℃,可用作低温(-100℃以上)载冷剂。酒精可以溶于水,遇火可以点燃。

4)二氯甲烷(CH 2 Cl 2 ,代号R30)。它是无色液体,凝固点为-97℃,黏度小,可作为低温(-90℃以上)载冷剂。

水在二氯甲烷中的溶解度很小,当有微量水存在时不与铝、银、锡、铅等金属起作用。80℃时会腐蚀黄铜、青铜、锌等,在高温下有水分存在时会腐蚀铁。

二氯甲烷能以任何比例溶于矿物油中。 tfj28SZk81gwz7g37cUSpK8p+J5+Zb8fcDCqESpMTQNaLYb36DG1767PRWRYysoV

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