載冷劑的選擇
載冷劑是在間接冷卻的制冷裝置中,完成將被冷卻系統(tǒng)(物體或空間)的熱量傳遞給制冷劑的中間冷卻介質(zhì)。這種中間冷卻介質(zhì)亦稱為第二制冷劑。載冷劑的循環(huán)是先在蒸發(fā)器中被制冷劑冷卻并送至冷卻設(shè)備中吸收被冷卻系統(tǒng)的熱量,然后返回蒸發(fā)器將吸收的熱量傳遞給制冷劑,同時(shí)載冷劑重新被制冷劑冷卻。
使用載冷劑能使制冷劑集中在較小的循環(huán)系統(tǒng)中,并將冷量輸送給較遠(yuǎn)的冷卻設(shè)備。使用載冷劑有時(shí)還可以解決某些直接冷卻制冷裝置難以解決的問題。使用載冷劑能使某些毒性較大或刺激性氣味較強(qiáng)的制冷劑遠(yuǎn)離使用環(huán)境,增強(qiáng)制冷系統(tǒng)的安全性。載冷劑是依靠顯熱來運(yùn)載冷量的,這是與制冷劑依靠汽化潛熱來制冷的最大區(qū)別。由于使用了載冷劑,增加了制冷系統(tǒng)的復(fù)雜性。同時(shí),制冷循環(huán)從冷源獲得熱量時(shí)存在兩次傳熱溫差,即載冷劑與被冷卻系統(tǒng)和載冷劑與制冷劑之間的傳熱溫差,增大了制冷系統(tǒng)的傳熱不可逆耗散,降低了制冷循環(huán)的性能系數(shù)。所以說間接制冷系統(tǒng)只在為了滿足特殊要求時(shí)才采用。
選用的載冷劑應(yīng)具備下列基本條件:
?。?)載冷劑是依靠顯熱來運(yùn)載熱量的,所以要求載冷劑在工作溫度下處于液態(tài),不發(fā)生相變。要求載冷劑的凝固溫度至少比制冷劑的蒸發(fā)溫度低4℃~8℃,沸點(diǎn)比制冷系統(tǒng)所能達(dá)到的最高溫度高。
(2)比熱容要大,在傳遞一定熱量時(shí),可使載冷劑的循環(huán)量少,使輸送載冷劑的泵耗功少,管道的耗材量少,循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性高。另外當(dāng)一定量的流體傳遞一定量的熱量時(shí),比熱容大能使傳熱溫差減小。
?。?)導(dǎo)熱系數(shù)要大,可增加傳熱效果,減少換熱設(shè)備的傳熱面積。
(4)粘度要小,以減少流動(dòng)阻力和輸送泵功率。
?。?)化學(xué)性能要穩(wěn)定。載冷劑在工作溫度內(nèi)不分解,不與空氣中的氧化合,不改變其物理化學(xué)性能,不燃燒、不爆炸,揮發(fā)性要小。如果在特殊情況下必須使用可燃、易揮發(fā)的載冷劑時(shí),其閃點(diǎn)須高于65℃;載冷劑與制冷劑接觸時(shí)化學(xué)性質(zhì)應(yīng)穩(wěn)定,不發(fā)生化學(xué)變化。
(6)要求對人體、食品及環(huán)境無毒、無害,不會(huì)引起其他物質(zhì)的變色、變味、變質(zhì)。
?。?)要求不腐蝕設(shè)備和管道。如果載冷劑稍帶腐蝕性,則應(yīng)能添加緩蝕劑阻滯腐蝕。
?。?)要求價(jià)格低廉,易于獲得。