载冷与蓄冷分析和总结.pdf

第 7 章 载冷与蓄冷 制冷的应用装置中，常常要用到载冷与蓄冷技术。 将制冷机的蒸发器直接安装在用冷场所，使被冷却对象冷却，这是用制冷剂为冷源直接与被冷 却对象热交换，叫做直接蒸发冷却或直接冷却。 以载冷剂或蓄冷剂为中间介质，利用制冷机将载冷剂或蓄冷剂冷却，再以它们作为用冷场所的 冷源，使被冷却对象冷却，叫做间接冷却。可见，载冷和蓄冷都是通过中间介质来贮存和传递制冷 机的冷量，所以又将载冷剂或蓄冷剂叫做第二制冷剂 (secondary refrigerant) 。 载冷侧重于冷量的载输，蓄冷侧重于冷量的贮存。 载冷剂在制冷机的蒸发器与用冷场所的冷却器之间循环，作为载体传输冷量。 用冷场所不适于就近安装制冷机或者不希望用制冷剂直接冷却的，需要用载冷剂。采用载冷的 优点在于：可以将制冷机系统集中在机房或者一个很小的范围内安装，使制冷系统的连接管道和接 头减少，便于系统检漏，系统内制冷剂的充注量减少。特别是在大容量集中供冷的装置中，采用载 冷有重要意义：便于解决冷量的分配和控制问题；便于机组的运行维护和管理；便于机组的使用与 安装，生产厂家提供组装好的整套制冷机系统，用户只需在现场连接和安装载冷剂系统即可。 蓄冷剂作为冷量的贮存体。在无用冷需求或用冷需求量少时将制冷机产出的冷量贮存起来，而 当需要用冷或冷量需求量大时再将贮存的冷量释放出来， 以提供全部的冷量需求 (制冷机不工作 )或补 充制冷机产冷量的不足。 7 ．1 传统载冷剂与蓄冷剂 7．1．1 对载冷剂性质的要求 载冷剂以液态在蒸发器与用冷场所的冷却器之间循环，用作载冷剂的物质应在所需要的载冷温 度下保持液态，不挥发；对设备无腐蚀，对人体无危害；载冷能力强；输送耗功少。因此要求载冷 剂具备如下性质： (1) 无毒、不可燃、无刺激性气味、化学稳定性好，在大气压力下不分解、不氧化、不改变其物 理、化学性质。 (2) 在使用温度范围内呈液态。它的凝固点应低于制冷机的蒸发温度，沸点应远高于使用温度。 (3) 密度小、 粘度小、 传热性好、 比热容大。 这样可以使载冷系统的液体循环量少， 流动阻力小， 消耗的泵功少，并可减小热交换器的尺寸。 7．1．2 常用的传统载冷剂 常用的传统载冷剂是水、无机盐水溶液、有机液或有机物的水溶液。各种载冷剂能够载冷的最 低温度受其凝固点的限制。 1．水 集中式空气调节中，水是最适宜的载冷剂。机房的冷水机组中产生出 7℃左右的冷水，送到建 筑物房间的末端冷却设备 (风机盘管 )中，供房间空调降温使用。 冷水还可以直接喷入空气， 实现温度 和湿度调节。水的冰点为 0 ℃，所以只适用于载冷温度在 0℃以上的使用场合。 1 2．无机盐水溶液 无机盐水溶液有较低的凝固点温度，适合在中、低温制冷装置中载冷。最广泛使用的是氯化钙 (CaCl 2)水溶液，还有氯化钠 (NaCl) 和氯化镁 (MgCl 2)水溶液。 图 7 －1 是盐水溶液的相图 (T －w 图) 。图中给出盐水溶液状态与温度 T 和盐质量分数 w 的关系。 曲线 WE 为析冰线， EG 为析盐线， E 点为共晶点。共晶点所对应的温度和盐质量分数分别叫做共晶 温度 TE 和共晶质量分数 w E 。溶液温度降低时，发生相变 (凝固 ) 的情况与溶液的盐质量分数有关。若 盐质量分数小于共晶质量分数 (w ＜w E)，当溶液温度降低发生凝固时， 首先析出水冰，并且随着盐质 量分数的增大，析冰温度逐渐下降。盐质量分数增大到等于共晶质量分数 (w ＝w E)时，析冰温度达到 最低值 T E。若盐质量分数超过共晶质量分数 (w ＞w E) ，当溶液温度下降发生凝固时，所析出的是固 态盐晶体，并且随着盐质量分数的增大，析盐温度逐渐升高。共