Хладоносители.

Хладоносители (теплоносители) – вещества, использующиеся в ТТ для транспортировки холода от низкотемпературных установок, если в силу технических или технологических условий непосредственная связь между ТТ и потребителем холода невозможна или затруднена.

Использование промежуточных хладоносителей позволяет повысить аккумулирующую способность ТТ, иметь более простое и надежное регулирование и условия для использования автоматики.

К хладоносителям предъявляются следующие требования:

 

1) температура затвердевания теплоносителя должна быть существенно ниже температуры отвода холода Т_Н;

2) хладоносители должны иметь низкую вязкость, чтобы не вызвать значительных гидравлических потерь в трубопроводах;

3) хладоносители должны обладать большой теплоемкостью для снижения их расхода и уменьшения необратимых потерь, связанных с теплопередачей;

4) хладоносители должны иметь небольшую коррозионную активность;

5) хладоносители должны быть химически стойкими;

6) должны быть нетоксичными, негорючими, невзрывоопасными.

Применение хладоносителей требует, вследствие появления разности температур, поддерживать более низкие температуры кипения в испарителе при заданной температуре потребителя; дополнительно затрачивать энергию на транспортировку хладоносителя.

В качестве промежуточных хладоносителей в ТТ применяют водные растворы (рассолы) хлористого натрия NaCl и хлористого кальция CaCl, а также этиленгликоль; в низкотемпературных установках – фреон R30.

Температура затвердевания t_з рассолов зависит от массовой концентрации ξ соли в воде, т.е. от отношения массы соли к массе раствора. При повышении концентрации t_з снижается, достигая минимального значения, а затем вновь возрастает по мере роста концентрации. Минимальная t_з= -21,2º С для NaCl + H₂O (ξ = 0,23), для CaCl₂ + H₂O минимальная t_з= -55º С (ξ = 0,23). В установках обычно поддерживают повышенную концентрацию соли, что снижает растворимость кислорода в растворе.

Вязкость рассола NaCl при изменении ξ от 0,056 до 0,231 и, соответственно, температурах -35 ÷ -21,2º С меняется от 3433 до 6376 Па*с рассола CaCl₂ при изменении ξ от 0,059 до 0,238 и температурах -3º С ÷ -25,7ºС, соответственно, меняется от 4905 до 9319 Па*с.

Данные об основных физических свойствах растворов NaCl и CaCl₂ приведены в таблицах 12,13.

 

Таблица 12 Таблица 13

Отношение массы соли к массе раствора	Температура затвердевания tf, C	Плотность при t=15 , кг/ м3	Теплопроводность при 273 К, Вт/(м*К)	Теплоемкость с при 273 К, Дж/(кг*К)		Отношение массы соли к массе раствора	Температура затвердевания tf, C	Плотность при t=15 C, кг/ м3	Теплопроводность при 273К, Вт/(м*К)	Теплоемкость C при 273 К, Дж/(кг*К)
0.001 0.015 0.029 0.056 0.175 0.231 0.263	-0.9 -1.8 -3.5 -13.6 -21.2		0.582 0.579 0.577 0.570 0.550 0.540 0.535	4.19 4.07 4.0 3.88 3.48 3.33 3.25	0.001 0.059 0.115 0.178 0.238 0.266 0.284 0.299 0.303 0.312 0.333 0.347 0.373	-3.0 -7.1 -14.2 -25.7 -34.6 -43.6 -55.0 -50.6 -41.6 -37.1 -15.6		0.581 0.567 0.553 0.530 0.502 0.488 0.478 0.472 0.470 0.465 0.457 0.448 0.435	4.19 - 3.50 3.17 2.93 2.84 2.78 2.74 - - - - 2.53

 

Водные растворы этиленгликоля при концентрации 50 – 70 % позволяют иметь температуру начала замерзания -57,2 ÷ -67,2º С.