11.7. Использование промежуточных хладоносителей в холодильных установках

В холодильной технике промежуточные хладоносители применяют на установках, где непосредственное охлаждение хладагентами по каким-либо причинам нежелательно.

Наиболее доступным хладоносителем является вода, но вследствие высокой температуры замерзания ее применяют только при температуре выше 0°С. Для температур ниже 0°С применяют водные растворы солей хлористого натрия NaCl (поваренная соль) и хлористого кальция СаС12.

Температура замерзания рассола зависит от концентрации соли: с увеличением концентрации она понижается. Однако понижение температуры замерзания происходит до определенного значения. Для хлористого натрия самая низкая температура замерзания –21,2 °С при концентрации 23,1 кг соли на 100 кг раствора; для хлористого кальция –55°С при концентрации 29,9 кг соли на 100 кг раствора.

При повышении концентрации уменьшается теплоемкость рассола, увеличивается его плотность, что приводит к увеличению расхода электроэнергии на работу рассольного насоса. Однако при недостаточной концентрации рассол может замерзнуть в трубах испарителя и вызвать аварию. Для предотвращения замерзания рассола в испарителе температура его замерзания должна быть на 8 — 10°С ниже температуры кипения хладагента. Это условие определяет границы использования различных рассолов, а именно: рассол хлористого натрия можно применять при температурах кипения хладагента выше –15 °С, а для более низких температур надо использовать рассол хлористого кальция.

Хлористый кальций для приготовления рассола должен удовлетворять требованиям ГОСТ 450—77.

При использовании рассолов необходимо руководствоваться таблицами их физических свойств. Концентрацию рассола определяют по плотности с помощью ареометра при температуре 15°С.

Водные растворы хлористого натрия и хлористого кальция оказывают воздействие на кожу человека. Пыль хлористого кальция вызывает раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей. Однако основным недостатком рассолов является их коррозийное воздействие на металлы, особенно в присутствии кислорода воздуха.

Для уменьшения поверхности соприкосновения растворов с воздухом применяют закрытую систему рассольного охлаждения, а для ослабления коррозии в них добавляют пассиваторы — вещества, замедляющие процесс коррозии металлов. В качестве пассиваторов применяют хромат натрия (Na2CrO4) с едким натром (NaOH). Для ослабления коррозии в 1 м3 рассола хлористого кальция следует растворить 1,6 кг хромата натрия. Кроме того, на каждые 10 кг хромата натрия надо добавить 2,7 кг едкого натра, если раствор имеет нейтральную реакцию (pH 7). В 1 м3 рассола хлористого натрия требуется растворить 3,2 кг хромата натрия с таким же добавлением едкого натра, как и для рассола хлористого кальция. При добавлении пассиваторов нужно добиваться слабощелочной реакции рассола (pH 8,5). Это определяют с помощью фенолфталеина, который при смешивании с рассолом должен давать слабо-розовую окраску.

При использовании хромата натрия следует соблюдать осторожность, так как он разрушающе действует на кожу. Едкий натр обладает обезвоживающим свойством. При попадании его на кожу могут образоваться альбуминаты и стягивающие рубцы.

Приготовление рассолов и добавление в раствор пассиваторов производят в спецодежде, перчатках и защитных очках.

Для низких температур (до —60°С) в качестве промежуточного хладоносителя используют также водный раствор этиленгликоля (антифриз). Этиленгликоль — бесцветная жидкость, не обладающая запахом. Благодаря низкой температуре замерзания (—90°С) и низкой вязкости широкое распространение в последнее время в качестве хладоносителя получил хладон-30. При его применении сальники насосов изготовляют из специальных материалов и производят тщательную осушку системы. Кроме того, в качестве хладоносителей применяют этиловый спирт, толуол, изопропилбензол и другие вещества с низкой температурой замерзания.

В 1981 г. начато внедрение разработанного и испытанного в производственных условиях нового нетоксичного хладоносителя с пониженной (по сравнению с водным раствором хлористого кальция) в 5—6 раз коррозионной активностью — кольтозина.