Безмашинні холодильні установки, страница 3

,

де 0,78 – маса 1м³ льоду при щільному укладанню його блоками, т.           

Льодосоляне охолодження

Льодосоляне охолодження дозволяє досягти більше низьких температур, чим при охолодженні чистим льодом. В основі його лежить використання льоду в суміші з деякими солями. У такій суміші одночасно і паралельно відбуваються процеси розчинення солі з утворенням розсолу і плавлення льоду з утворенням води і подальшим розчиненням солі. На плавлення льоду і розчинення солі затрачається теплота суміші, внаслідок чого

Рис. 1.  Схема установки ропного охолодження з насосною циркуляцією:

/ — генератор холоду; 2 — фільтр; 3 — насос;  4 — охолодна  батарея;  5 — концентратор розсолу; 6 — регулюючий вентиль;  7 — зрошувач  (колектор);   а — розсіл;   б —

лід; в — сіль

температура її знижується. Найбільш низька температура суміші визначається

кріогідратною точкою, у якій перебувають у термодинамічній рівновазі всі три фази: розсіл (розчин), сіль і лід. Кріогідратній точці відповідає евтектична концентрація солі. Така суміш називається евтектикою. З подальшим підвищенням вмісту солі в суміші температура її плавлення не знижується, а підвищується. Варто мати на увазі, що плавлення льодосоляних сумішей супроводжується зміною їхньої температури внаслідок зміни концентрації солі в розчині. Виключення становлять суміші, що відповідають евтектичним концентраціям солей. У цьому випадку евтектичний лід плавиться при постійній і найбільш низькій для суміші льоду і даної солі температурі.

При льодосоляному охолодженні найчастіше використовують суміш
 дробленого льоду і хлориду натрію. Кріогідратній точці такої суміші відповідає температура — 21,2 °С при концентрації солі в розчині 23,1 %. Льодосоляною сумішшю можна прохолоджувати першим і третім способами, прийнятими для водного льоду. Коефіцієнти тепловіддачі від повітря до суміші мають ті ж значення, що для чис­того льоду. Крім того, використовується спосіб охолодження розсолом, що утвориться при таненні суміші і циркулює через охолоджуючу батарею. Циркуляція може створюватися насосом (рис. 1) або виникати мимовільно через різницю об'ємних мас розсолу (рис. 2), обумовлених зміною його концентрації при таненні льоду.

Рис. 2. Схема установки розсільного охолодження з мимовільною циркуляцією: 1 – охолоджувальна батарея; 2 – генератор холода; 3 – концентратор розсолу; 4 – вентиль; а – розсіл; б – лід; в – сіль

.

В установці першого типу лід, що періодично загружається у генератор холоду, зрошується зверху розсолом, що пройшов охолоджувальну батарею й підвищив в ній температуру на 2—3°С. У нижню частину генератора холоду стікає охолоджений розсіл з більш низькою концентрацією солі через танення льоду. Для підтримки концентрації розсолу частина теплого розсолу після охолодної батареї подається в бачок із сіллю — концентратор, з якого більше насичений розсіл перетікає в генератор холоду. Концентратор періодично поповнюється сіллю. Перед завантаженням установки льодом і сіллю використаний (теплий) розсіл видаляють через вентиль, розташований у нижній частині генератора холоду. Різниця температур розсолу в охолодній батареї і повітря в охолоджуваному об’ємі становить 6—8 °С.

В установці із самоциркуляцією найбільшу густину розсіл здобуває в концентраторі, де він насичується сіллю. У генераторі холоду концентрація розсолу падає внаслідок його розведення талою водою, і він витісняється до охолоджувальної батареї більше концентрованим розсолом, що надходить із концентратора. В охолоджувальній батареї розсіл підігрівається, знижуючи свою густину, і піднімається до концентратора, завершуючи обхід контуру. Експлуатація такої установки, як і установки першого типу, полягає в періодичному завантаженні льодом і сіллю і зливі відпрацьованого розсолу.

Охолодження холодоакамуляторами з евтектичним розчином

Евтектики являють собою однорідну суміш льоду і соли і мають низьку температуру плавлення, що залежить від характеру солі, а також досить більшу теплоту плавлення (табл. 1).

Таблиця 1