盐水具有原料充沛、成本低、适用范围广等优点,在选择盐水作为载冷剂时,应注意以下几方面问题。
盐水的浓度:由于载冷剂在工作温度范围内始终保持液体状态,盐水中不能有固体物质出现,因此在选择载冷剂盐水时、在确定盐的种类同时,还应确定其水溶液的浓度。
如何选择盐水溶液浓度呢?我们知道,盐水浓度增大,其凝固温度降低,盐水作为载冷剂的工作范围就扩大了,但并不是盐水溶液的浓度越大越好。盐水溶液的浓度越大,其密度也越大,流动阻力也增大;同时,浓度增大,其比热减小,输送一定制冷量所需盐水溶液的流量将增加,造成泵消耗的功率增大。因此要合理选择盐水溶液的浓度。在选择盐水溶液浓度时,我们要借助盐水溶液的特性曲线这个工具。
溶液中盐的浓度低时,凝固温度随浓度增加而降低,当浓度高于一定值以后,凝固温度随浓度增加反而升高,此转折点为冰盐合晶点,合晶点是盐水的最低凝固点。当盐水溶液浓度低于合晶点浓度,且温度低于该浓度的凝固温度而高于合晶点的温度时,有冰析出。
溶液的浓度增加,故也称析冰线;就是说当盐水浓度高于合品点浓度,而温度低于该浓度的凝固温度并高于合品点温度时,有盐析出,溶液的浓度降低,故也称析盐线;低于合晶点温度(虚线以下)部分为固态区。
盐水溶液的特性曲线给出了盐水溶液析冰和析晶情况,作为载冷剂的盐水溶液应在溶液区中选。盐水的凝固温度随浓度而变,确定盐水浓度时,只要保证蒸发器中盐水溶液不冻结,其凝固温度不要选择过低,一般比制冷机的蒸发温度低5℃左右即可,且浓度不应大于合晶点浓度。对干氯化钠盐水溶液,最低凝固温度为-21.2℃。此时对应溶液浓度为23.1 % ;氯化钙盐水的最低凝固温度为-55℃,对应溶液浓度为29.9%,因此,对氯化钠水溶液而言,只有当制冷剂的蒸发温度高于-16℃时才能用它作载冷剂,对于氯化钙溶液则制冷剂的蒸发温度高于-50℃,才可以作为载冷剂。