鹽水具有原料充沛、成本低、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),在選擇鹽水作為載冷劑時(shí),應(yīng)注意以下幾方面問(wèn)題。
鹽水的濃度:由于載冷劑在工作溫度范圍內(nèi)始終保持液體狀態(tài),鹽水中不能有固體物質(zhì)出現(xiàn),因此在選擇載冷劑鹽水時(shí)、在確定鹽的種類同時(shí),還應(yīng)確定其水溶液的濃度。
如何選擇鹽水溶液濃度呢?我們知道,鹽水濃度增大,其凝固溫度降低,鹽水作為載冷劑的工作范圍就擴(kuò)大了,但并不是鹽水溶液的濃度越大越好。鹽水溶液的濃度越大,其密度也越大,流動(dòng)阻力也增大;同時(shí),濃度增大,其比熱減小,輸送一定制冷量所需鹽水溶液的流量將增加,造成泵消耗的功率增大。因此要合理選擇鹽水溶液的濃度。在選擇鹽水溶液濃度時(shí),我們要借助鹽水溶液的特性曲線這個(gè)工具。
溶液中鹽的濃度低時(shí),凝固溫度隨濃度增加而降低,當(dāng)濃度高于一定值以后,凝固溫度隨濃度增加反而升高,此轉(zhuǎn)折點(diǎn)為冰鹽合晶點(diǎn),合晶點(diǎn)是鹽水的最低凝固點(diǎn)。當(dāng)鹽水溶液濃度低于合晶點(diǎn)濃度,且溫度低于該濃度的凝固溫度而高于合晶點(diǎn)的溫度時(shí),有冰析出。
溶液的濃度增加,故也稱析冰線;就是說(shuō)當(dāng)鹽水濃度高于合品點(diǎn)濃度,而溫度低于該濃度的凝固溫度并高于合品點(diǎn)溫度時(shí),有鹽析出,溶液的濃度降低,故也稱析鹽線;低于合晶點(diǎn)溫度(虛線以下)部分為固態(tài)區(qū)。
鹽水溶液的特性曲線給出了鹽水溶液析冰和析晶情況,作為載冷劑的鹽水溶液應(yīng)在溶液區(qū)中選。鹽水的凝固溫度隨濃度而變,確定鹽水濃度時(shí),只要保證蒸發(fā)器中鹽水溶液不凍結(jié),其凝固溫度不要選擇過(guò)低,一般比制冷機(jī)的蒸發(fā)溫度低5℃左右即可,且濃度不應(yīng)大于合晶點(diǎn)濃度。對(duì)干氯化鈉鹽水溶液,最低凝固溫度為-21.2℃。此時(shí)對(duì)應(yīng)溶液濃度為23.1 % ;氯化鈣鹽水的最低凝固溫度為-55℃,對(duì)應(yīng)溶液濃度為29.9%,因此,對(duì)氯化鈉水溶液而言,只有當(dāng)制冷劑的蒸發(fā)溫度高于-16℃時(shí)才能用它作載冷劑,對(duì)于氯化鈣溶液則制冷劑的蒸發(fā)溫度高于-50℃,才可以作為載冷劑。