浅析选择制冷设备的载冷剂的方法

【摘要】载冷剂是在间接冷却的制冷装置中，完成将被冷却系统的热量传递给制冷剂的中间冷却介质，本文对载冷剂的作用、不同载冷剂的特点、选择要求及选择方法进行分析、探讨。

【关键词】制冷设备；载冷剂；选择

一、载冷剂

载冷剂是在间接冷却的制冷装置中，完成将被冷却系统（物体或空间）的热量传递给制冷剂的中间冷却介质。这种中间冷却介质亦称为第二制冷剂（secondary refrigerant）。

二、对载冷剂的选择要求和选择方法

（一）载冷剂的选择要求

（1）载冷剂是依靠显热来运载热量的，所以要求载冷剂在工作温度下处于液态，不发生相变。要求载冷剂的凝固温度至少比制冷剂的蒸发温度低4～8℃，沸点比制冷系统所能达到的最高温度高。（2）比热容要大，在传递一定热量时，可使载冷剂的循环量少，使输送载冷剂的泵耗功少，管道的耗材量少，循环的经济性高。另外当一定量的流体传递一定量的热量时，比热容大能使传热温差减小。（3）导热系数要大，可增加传热效果，减少换热设备的传热面积。（4）粘度要小，以减少流动阻力和输送泵功率。（5）化学性能要稳定。载冷剂在工作温度内不分解，不与空气中的氧化合，不改变其物理化学性能，不燃烧、不爆炸，挥发性要小。如果在特殊情况下必须使用可燃、易挥发的载冷剂时，其闪点须高于65℃；载冷剂与制冷剂接触时化学性质应稳定，不发生化学变化。（6）要求对人体、食品及环境无毒、无害，不会引起其他物质的变色、变味、变质。（7）要求价格低廉，易于获得。

（二）载冷剂的选择方法

在实际工程中使用的载冷剂有水、盐水溶液等两大类。

（1）蒸发温度在5℃以上的载冷剂系统，可采用水作载冷剂。（2）蒸发温度在-50～5℃的范围内，可采用氯化钠盐水溶液（-16～5℃）或氯化钙盐水溶液（-50～5℃）作载冷剂。盐水溶液的最大缺点是对金属材料有腐蚀作用，当泄漏时会对食品有一定的影响，所以在不便维修或不便更换设备及管道的场合、某些特定食品加工工艺中，可采用乙二醇水溶液、丙三醇水溶液、酒精水溶液等作为载冷剂。另外也可用三氯乙烯、二氯甲烷等物质来代替氯化钙盐水溶液。

三、常用载冷剂的特性

（一）水（H2O）

水的凝固点为0℃，标准大气压下沸点100℃，水是常用于空调制冷装置及5℃以上的生产工艺冷却的一种载冷剂。

水的密度小，粘度小，水的流动阻力小，所采用的设备尺寸较小。水的比热容大，传热效果好，循环水量少。水的化学稳定性好，不燃烧，不爆炸，纯洁的水对设备和管道的腐蚀性小。水无毒，对人、食品和环境都是绝对无害的，系统安全性好。所以在空调系统中，水不仅可作为载冷剂，也可直接喷人空气中进行调湿和洗涤空气。

水的缺点是凝固点高，限制了它的应用范围，并且在作为接近0℃的载冷剂时，应注意壳管式蒸发器等换热设备的防冻措施。

（二）盐水溶液

常用作载冷剂的盐水溶液有氯化钠（NaCl）盐水溶液、氯化钙（CaCl2）盐水溶液及氯化镁（MgCl2）盐水溶液。盐水溶液是常用于中温制冷装置中的载冷剂。盐水溶液的凝固点、比热容、密度等特性取决于盐水溶液的质量分数与温度。

1.盐水的特性

（1）盐水溶液的凝固点随溶液质量分数而改变。（2）盐水溶液的导热系数随溶液的质量分数增加而降低，随温度的降低而降低；盐水溶液的粘度随溶液的质量分数增大而增大，随温度的降低而增大；盐水溶液的比热容随溶液的质量分数增大而减小，随温度降低而减小；盐水溶液的密度随溶液的质量分数增大而增大，随温度降低而增大，所以盐水循环泵的耗功也随质量分数的增大而增大。（3）盐水溶液在使用过程中会吸收空气中的水分而使本身的质量分数降低，凝固点提高。为了防止盐水溶液凝固点升高而影响系统的正常工作，应该定期测定盐水的质量分数，及时补充加盐，以保持其适当的质量分数，并在可能的条件下给盐水池加盖。（4）氯化钠和氯化钙不能混合使用，以防盐水池中出现沉淀。

2.降低盐水腐蚀性的措施

盐水溶液无毒，安全，不燃烧，不爆炸，但其主要缺点是对金属材料有较强的腐蝕性，能腐蚀设备与管道。降低盐水溶液腐蚀性的措施有：（1）盐水对金属的腐蚀强度随溶液中的含氧量增加而增大。空气中的氧气会通过敞露的盐水表面而溶人溶液中，并且盐的质量分数越低，氧的溶解性将越大，所以在使用时一方面不能使溶质质量分数太低，另一方面应尽量使用封闭式盐水系统。（2）盐水的酸碱度pH=8.5（弱碱性）时，对金属的腐蚀性最小，酸性时，对金属的腐蚀性会加强，因此要防止溶液由碱性转变为酸性。盐水池中溶液与空气接触时能吸收空气中的CO2，使溶液呈酸性，在使用时应定期检查盐水溶液的pH并加以调正。（3）使用的氯化钠和氯化钙纯度要高，同时氯化钠盐水溶液的密度在1.1 5～11.18g/cm3（+15℃）。氯化钙盐水溶液的密度在1.2～1.24 g/cm3（+1 5℃）时腐蚀性最弱。（4）严格禁止在盐水池中有两种或两种以上金属材料存在，以防电离现象产生。（5）防止制冷剂氨漏人盐水溶液中而加速腐蚀金属。（6）在盐水溶液中添加适量的缓蚀剂（例如重铬酸钠Na2Cr2O7·2H2O和氢氧化钠NaOH。在使用时，每1m3的氯化钠盐水溶液中加入3.2kg重铬酸钠；每1m3的氯化钙盐水溶液中加入1.6 kg的重铬酸钠；每10 kg重铬酸钠中加入2.7kg的氢氧化钠来调整盐水溶液使其呈弱碱性（pH=8.5）。重铬酸钠能损害人体皮肤，在配制时应特别小心，须戴橡皮手套。

参考文献

[1]庄葳.奇瑞QQ6间隙性缺缸故障[J].汽车维修技师，2009（01）.

[2]金辉.曲轴位置传感器故障[J].汽车维修，2007（12）.

作者简介：熊小刚（1970.10—），男，汉族，重庆人，本科，副教授，研究方向：机电一体化技术。