浅谈超低温载冷剂
载冷剂的种类较多,其主要是根据物性成分分类,很少根据温度来分类。通常温度只是选型时的一个重要参数。常规使用的载冷剂最低冰点温度一般在-40℃,再低的温度就可以定义为超低温了。而这个温域是相当宽泛的-40~-145℃。在应用中又可以多划分几个低级,-40~-60℃这个温域的可选型号主要是LM-8和LM-11,8型无闪点无毒比较适合浸泡式冷冻或者一些低温材料处理,而11型闪点相对较高,适用于一些恒温水槽或工业应用,这个温域适用的还是比较多的。-60~-100℃,这个温域相对较低,适用的场景偏向于科研、实验室。LM-1/LM-6/LM-14均有不同的型号可选,1型和6型均有闪点,使用时系统需要防爆设计,另外载冷剂本身也有毒性,人员操作要避免接触。14型是无毒无闪点,但价格比较昂贵,对于小型的实验系统是一个不错的选择。在-100~-145℃这个温域,适用的就比较少了,一般行业均采用液氮或者液化气气化来实现低温的控制,但一些行业需要稳定的控温以及连续的运行,载冷剂是一个比较理想的选择,而这个温度段载冷剂的选择范围也比较小了,LM-6系列型号最低可到145℃。超低温载冷剂还是比较宽泛的一个范围,需要根据适用的场所,对载冷剂的物性、毒性、闪点做统筹选型。在一些特殊的工艺还需要载冷剂之间的一个覆叠系统,将载冷剂做成多个循环再叠加。超低温载冷剂的应用目前还研究的较少,冰河冷媒将自主搭建超低温载冷剂工程应用实验室。
抑制性乙二醇是什么?
抑制性乙二醇,也称为抑制性乙烯基乙二醇。是利用乙二醇抑制剂将乙二醇改性后,与乙二醇共同组成的产品。经乙二醇抑制剂改性后的抑制性乙二醇溶液,与一般性乙二醇溶液相比,具有对碳钢、不锈钢、铜等一般常见金属和橡胶的防腐蚀能力,并具有非常强的抗氧化能力。美国陶氏化学的低温冷媒DowthermSR-1和Dowfrost该产品属于抑制性乙烯乙二醇和抑制性丙烯丙二醇。就国内而言,朝阳光达化工有限公司也早已开发出抑制性乙二醇类产品,其防腐蚀能力已经达到国际领先水平,性能和陶氏产品相类似,经过国内多年推广使用,已经获得众多客户的好评。并配以专利的腐蚀抑制配方,可提供长期、高效和稳定的腐蚀保护性能,保护时间至少20年以上。抑制性乙二醇以两种不同方式防止腐蚀:使金属表面”钝化”不易受腐蚀;抑制乙二醇氧化产生有机酸,阻止流体呈酸性。在不污染和不降低系统制冷效率的情况下,抑制性乙二醇提供了良好的防腐性能。
冰河冷媒应用于制冷行业,解决了传统载冷剂腐蚀设备、效能低下、污染环境的三大难题。
乙二醇的冰点浓度如何?
有很多人认为乙二醇的冰点很低,防冻液的冰点是由乙二醇和水按照不同比例混合后的一个中和冰点,其实不然,混合后由于改变了冷却水的蒸气压,冰点才会显著降低。
其降低的程度在一定范围内随乙二醇的含量增加而下降,但是一旦超过了一定的比例,冰点反而会上升。
40%的乙二醇和60%的软水混合成的防冻液,防冻温度为-25℃;当防冻液中乙二醇和水各占50%时,防冻温度为-35℃。
冰河冷媒应用于制冷行业,解决了传统载冷剂腐蚀设备、效能低下、污染环境的三大难题。
乙二醇作为防冻液有哪些性质?
乙二醇是一种无色微粘的液体,沸点是197.4℃,冰点是-12.6℃,能与水任意比例混合。混合后由于改变了冷却水的蒸气压,冰点显著降低。
其降低的程度在一定范围内随乙二醇的含量增加而下降。
当乙二醇的含量为60%时,冰点可降低至-48.3℃,超过这个极限时,冰点反而要上升。
冰河冷媒应用于制冷行业,解决了传统载冷剂腐蚀设备、效能低下、污染环境的三大难题。
选择载冷剂需要考虑哪些?
- 冻结温度低,必须低于制冷的操作温度;
- 传热分系数大,即热导率和热容要大,而粘度要小;
- 性质稳定,腐蚀性小;
- 安全无毒、价格低廉;
- 价格便宜,便于获得。
冰河冷媒应用于制冷行业,解决了传统载冷剂腐蚀设备、效能低下、污染环境的三大难题。
载冷剂都有哪些种类?
水:它性质稳定、安全可靠,无毒害和腐蚀作用,流动传热性较好,还是廉价易得物质。不足之处在于凝固点为0°C,相对而言比较高。由于较高凝固点的限制使之只适用于工作温度在0℃以上的高温载冷场合。即在0°C以上的人工冷却过程和空调装置中,水是最适宜的载冷剂。如空气调节设备等。工业用的循环冷却水,温度一般在10-30℃。
盐水:即氯化钙或氯化钠的水溶液,可用于盐水制冰机和间接冷却的冷藏装置,或冷却袋装食品。盐水的凝固温度随浓度而变,当溶液浓度为29.9%时,氯化钙盐水的最低凝固温度为-55℃;当溶液浓度为22.4%时,氯化钠盐水的最低凝固温度为-21.2℃。使用时按溶液的凝固温度比制冷机的蒸发温度低5℃左右为准来选定盐水的浓度。氯化钙和氯化钠价格较低,对设备腐蚀性很大。
丙二醇和乙二醇:性质稳定,与水混溶,其溶液的凝固温度随浓度而变,通常用它们的水溶液作为载冷剂,适用的温度范围为0-20。虽然乙二醇或丙二醇溶液的凝固点低,可达-50℃,但是低温下溶液的粘度上升非常迅速,因此,一般具有工业应用价值的温度为-20℃以上。其水溶液也有腐蚀性。
二氯甲烷和三氯乙烯:通常用它们的液体作为载冷剂。二氯甲烷的凝固温度为-97℃,适用温度范围为-50~-90℃。但是无论是二氯甲烷,还是三氯乙烯都具有以下明显的缺点:液体挥发性高,沸点低,因此损失很重,需要补充的量非常多;含氯元素,而氯元素非常活泼,容易脱落形成盐酸及盐酸盐,造成设备腐蚀;溶水性低,因此低温下容易造成管道及设备的冰堵、爆管等损害;传热系数低,有机物的传热系数均较低。目前针对此类有机物载冷剂,市场上通常选择替代品。
冰河冷媒应用于制冷行业,解决了传统载冷剂腐蚀设备、效能低下、污染环境的三大难题。
载冷剂在空气源热泵的应用
空气源热泵作用是:一种利用高位能使热量从低位热源空气流向高位热源的节能装置。它是热泵的一种形式。顾名思义,热泵也就是像泵那样,可以把不能直接利用的低位热能(如空气、土壤、水中所含的热量)转换为可以利用的高位热能,从而达到节约部分高位能(如煤、燃气、油、电能等)的目的。由于对冷源的需求越来越多样化,制冷制热的功能往往集成在一套设备内。在冬冷夏热地区比较常见,但在一些北方没有采暖条件的建筑,载冷剂用空气源热泵产品就出现了。
在冬季室外天气可能低于-20℃的情况下,为维持系统稳定,就需要一个蓄热箱,再室外温度较高的情况下提前蓄热,再夜晚或需要办公的情况下补充热泵制热效率下降的不足开始释放热能。末端一般采用风机盘管,冬季时采暖,夏季时就需要制冷。而系统中的载冷剂就需要一个高低温的切换,高温可达到60℃,低温不用时可能达到当地冬季最低气温-35℃,另外系统中的材质较多,有铜,铁、铝,PPR等材质,因此低温热泵系统对载冷剂要求较高。常规的汽车防冻液在使用过程中易出现腐蚀,系统效率下降严重。冰河冷媒医药化工开发的载冷剂效能稳定,使用工况在-35~120℃,实用于低温空气源热泵。
在热泵系统的运行中,一般采用二次泵系统运行。载冷剂泵的水箱做闭式水箱较为合适。若是开式水箱,在冬季热泵运行工况,载冷剂蒸发快,后期补充载冷剂容易产生载冷剂物性参数漂移,夏季低温运行容易产生吸湿现象,冰点上移,因此低温载冷剂热泵系统需要定期检测载冷剂物性,做好防护措施。冰河冷媒提供终身免费检测。