Типы хладоносителей, возможность применения в холодильной машине

В качестве хладоносителей чаще всего используется вода (в диапазоне 2-12 °С) и водные растворы различных веществ (для достижения более низких температур). Из хладоносителей чаще применяют раствор соли хлористого кальция, раствор этиленгликоля и спиртовые растворы.

В соответствии с законом Рауля температура замерзания растворов зависит от концентрации растворенного вещества. Самая низкая тем­пература замерзания раствора соответствует так называемой криогид — ратной точке, которая для раствора хлористого кальция равна -55 °С (при массовой концентрации соли 29,9%), для раствора этиленглико — ля -73 "С (при 67%).

Выбранная концентрация раствора должна быть такой, чтобы тем­пература его замерзания была на 5-7 °С ниже температуры кипения хладагента в испарителе холодильной машины.

Из отмеченных хладоносителей этиленгликоль является более доро­гим веществом, чем хлористый кальций, однако его раствор обладает меньшей вязкостью и коррозионной активностью и поэтому повсеме­стно вытеснил раствор хлористого кальция в зарубежных установках с промежуточным хладоносителем.

Широко применяемые хладоносители — г водные растворы хлори­стого кальция и хлористого натрия, вызывают коррозию металла и преждевременный выход оборудования из строя, а применение их в аппаратах, имеющих элементы из нержавеющих сталей, совершенно недопустимо в связи с активными электролитическими процессами, ведущими к разрушению этих сталей.

В таких схемах в качестве хладоносителя в основном применяют вод­ные растворы этилен — или пропиленгликолей, спирта или глицерина, а также хлористого кальция или хлористого натрия. Однако все эти вещества имеют существенные недостатки, а именно: гликоли токсич­ны, обладают наркотическим действием. При попадании в организм даже в малых количествах разрушают нервную систему, почки и печень (ГОСТ 28084-89); пропиленгликоли имеют недостаточную температу­ру замерзания (не ниже -30 °С), высокую вязкость при низких темпе­ратурах и высокую стоимость. Метиловый спирт не может широко при­меняться по причинам возможного отравления людей, которые могут использовать его как эквивалент этилового спирта, а водные растворы глицерина имеют высокую вязкость, требующую повышенных энерго­затрат при перемещении по трубопроводам и ограниченную темпера­туру замерзания (при 50%-ной концентрации не ниже -23 °С).

Достоинством аммиака, используемого в аммиачных системах, яв­ляется высокое значение удельной массовой и объемной холодопроиз­водительности при невысокой его стоимости. При низкой стоимости аммиака и озонобезопасности аммиачные системы могли бы приме­няться достаточно широко. Однако из-за большой аммиакоемкости подобные системы не всегда могут быть рекомендованы к примене­нию в холодильных установках. Экстренный выпуск аммиака из хо­лодильной машины или разрыв теплообменных аппаратов может привести к загазованности местности или при высокой концентрации аммиака в воздухе к его взрыву.

Применение схем с хладоносителями позволяет в десятки раз умень­шить количество аммиака в системе. Применение современной пла­стинчатой теплообменной аппаратуры, изготовленной из нержавеющей стали, устраняет основной недостаток аммиачных холодильных уста­новок — их аммиакоемкость.

Схема холодильной установки с рассольной системой охлаждения представлена на рис. 9.1.

Холодильный агент из компрессора 1 (рис. 9.1) поступает в конден­сатор 2. Жидкий холодильный агент дросселируется в дросселирующем устройстве 7 и поступает в рассольный испаритель 3, где отнимает теп­ло от рассола (хладоносителя). Хладоноситель подается в рассольные камерные батареи насосом 11. Отепленный рассол возвращается в ис­паритель 3. Если в рассоле присутствует воздух, то он удаляется через расширительный бак 6. Кроме того, расширительный бак является ре­гулятором заполнения системы рассолом и компенсатором теплового расширения рассола, поскольку плотность рассола является функци­ей его температуры.

Posted in Холодильная техника