外文翻译--制冷系统中的载冷剂

of of be in It to of 冷系统中的载冷剂 载冷剂是一种液体，它被用做热传递的流体，而且当得到或失去热量又不改变其状态时，它可以改变 温度。对于低温制冷剂，就是需要一种冰点比水的还低的载冷剂。在这一章中，将讨论各部分设计过程中要考虑的问题、所要求的系统参数，以及载冷剂的应用。（相关内容可查阅 1997 年 第二、三、十九、二十和三十三章）。 载冷剂的选择 为了保证最大组成部件的可靠性及使用寿命，在任意温度、压力下，载冷剂与系统中的其它物质必须都能够共存，还应符合环境要求、遵守应用中的安全规则。而且，使用和贮存也要比较经济。 载冷剂应具有 最低冰点温度，最好可以把它置于 最低温度下。当载冷剂降至系统中的最低温度时，它的温度就足够低了，可以达到满意的热传递效果和合理的压降了。 载冷剂的蒸气压力不应超过可能遇到的最高温度下的压力值。为避免低蒸气压力下载冷剂系统内部出现真空，可在膨胀罐中通过控制干燥氮气的压力来保持载冷剂恒定。然而一些特殊的载冷剂，例如用于冷却计算机电路的载冷剂，因为氮而具有强可溶性，因此，必须采用适当的隔膜将它与氮隔离开。 负荷与流速 准确地说，每分钟泵压送的流量取决于回流温度下液体的密度。对于一个给定的热负荷，质量流速取决于要求的温度范围及平均温度下所 需的热传递系数。 为确定热传递及压力降，所需具体的重力、热量、粘稠液和热传导都取决于热交换过程中载冷剂的平均温度。注意，薄膜的准确温度取决于它的平均温度。局部系数与全系数相对比的载冷剂的测试方法和所有测验表明了不同的温度决定了薄膜的平均温度。在冷却载冷剂的地方，与液体温度下预计要得到的结果相比，有更粘稠的薄膜会减少热传递、增加压力降。在加热载冷剂的地方，结果则是会有更少粘稠的薄膜会接近液体温度下所期望得到的热传递率和压力降。 液体和薄膜越好地混合，热传递就越好，压力降就越大。热传递设备管道内载冷剂的流 速决定其流量。插入螺旋片或使用弹簧搅动器，促使液体和薄膜的混合就可以提高热传递。内表面也可通过其它设备制成有螺旋式沟纹的或螺旋式地增大壁面。既然当前热传递在不断发展提高，就应采用最合算的热交换器来提供最佳的热传递效果和压力降。在选择采用何种流体和安装何种热交换器时，泵压送载冷剂所耗能量的费用是必须要考虑的。 泵压送所耗的成本 泵压送所耗的成本是选择载冷剂、确定能量进行传递的负荷和温度范围时要考虑的一个因素。所需压头由系统压力降、泵和传动装置的机械能、电能和功率确定。此处的传动装置是电动的。 由于通常情况下 存在流速和压头，泵应该在最大工作能力下运行。由于泵的传动轴耗费了能量，所以载冷剂稍微有些增加。如果电动发动机用于传动装置，载冷剂温度升高，发动机的工作效率就会降低。另外，在确定负荷和温度时，必须要考虑输给发动机的总功率。 其它需要考虑的问题 在选择载冷剂、防腐剂和系统组件时，必须考虑腐蚀的问题。还必须考虑载冷剂和防腐剂的毒性对食品和饮料的消费者及各种生物的健康与安全的影响。载冷剂蒸汽的闪点和爆炸极限也是必须要进行估计的。 由于可能含有水分、空气和污染物，就要在系统中所用物质的极限温度下检测载冷剂的稳定性。 最热元素表面温度决定了载冷剂的稳定性。 如果有必要添加防腐剂，那么，在实际应用中就必须要考虑它们对载冷剂热稳定性和毒性的影响。 设计中的注意事项 在最低工作温度下的载冷剂蒸汽压力决定了载冷剂系统中是否能够存在真空。为保持系统以外的空气和水分，控制压力用的干燥氮应在载冷剂顶部使用（即在膨胀罐或贮液罐中）。超过载冷剂的气体压力加上在系统最低点由载冷剂最大垂直高度产生的压力，决定了符合设计要求的最小内部压力。最高压力和载冷剂的最低温度决定了设计工作压力（ 各组件的材料规格。 选择合适的备用可调阀 要根椐设计工作压力，还要考虑能够控制载冷剂的最高温度。无论是来自外界火焰的热辐射还是来自关闭阀门产生的热量，这个温度都是会产生的。正常情况下，阀门关闭部分可减轻系统中的任何束缚，载冷剂可在不泄漏的情况下自由膨胀。 系统的安全注意事项可参阅 5中的 压力管道系统的设计规范可查阅 压力罐的设计规范可查阅 第八部分。 管道系统和控制阀 管道系统应由合理的压力降来估计确定，而这压力降可由 1997 年 第二章和和第三十三章介绍的方法来计算。每种类型的输入管道上的平衡阀和阀孔都有利于载冷剂的分配。回流管道的安排要平衡流量。为了使反应良好，并能稳定地工作，改变流量所用的控制阀由通过系统的总摩擦损失的 20 80来确定。由低于 20的压降所确定的阀门对流量改变的控制信号反应迟钝，而由高于 80的压降所确定的阀门反应又太灵敏，会引起控 制循环及不稳定。 贮液罐 贮液罐可以缓解短暂的负荷高峰期，限制制冷设备的大小，还能减少能耗的成本。在非高峰时期，用相对较小的制冷机来对为以后的使用而贮存的载冷剂进行冷却。由最大负荷所需的最大流量确定出的独立的循环泵，要满足最大负荷时启动运行。通常，当冷却介质处于最低温度时，如果制冷设备在晚上冷却载冷剂，就会更加节约能耗成本。 超过 24 小时的运行负荷及载冷剂的温度范围决定了制冷设备所需的最小容量、泵的大小以及所贮存的载冷剂的最小量。选择入口速度、设置连接处和贮液罐，及确定最高层次和预计温度下贮液体积中液体的 最大使用量。但是要注意，最大的使用量绝不可能超过 90，而且，在某些情况下，还可能仅是贮液罐体积的 75。 系统成本 为了一个新的项目或者更改系统这样正当的理由，任何的改变都是有可能估计得到的。1988 年，敏斯列举了各种项目的投资成本， 1984 年的帕克和杰克逊及 1978 年的 工程及生活成本分析进行了讨论。用各种金钱时间价值方程式，处理高峰负荷的贮液罐和大型制冷设备相比节省的成本与最高的能耗成本都可估算出来。初投资、维修费、保险 费、补充载冷剂的费用、损耗费和能量增长的费用，这些都必须要考虑和权 衡。 防 腐 防腐需要选择适当的材料和防腐剂，要检测 ，还要除污。由于具有潜在腐蚀性的氯化钙和氯化钠盐液载冷剂系统的广泛使用，每月都要对盐液进行检测和调节。要将盐液充满系统，浓溶液可能要比稀溶液要好，因为它比较容易处理和混合。 不允许盐液从碱性变成酸性。酸性物质会迅速腐蚀制冷系统中的金属部件。氯化钙盐液含有足够的碱，可以向预备的盐液补充微少的碱。任何的盐液暴露于空气之中，都会不断地吸收二氧化碳和氧气，最终使得盐液具有弱酸性。稀盐液比浓盐液更易溶解氧，而且更具有腐蚀性。最好的一种防腐措施是采用闭式系统而 不是开式系统，在闭式膨胀罐的表面使用惰性气体。然而，像制冷器、盐液喷射式冷却器、盐液喷射式制冷间那样的许多系统，都不能够封闭。 对氯化钙或氯化钠盐液系统， 在 比较理想的。因为具有弱碱性比具有弱酸性要更安全些。盐液系统的操作者应定期检测 。 如果盐液是酸性的，加入溶解于温水的小苏打，它的 就会升高。如果盐液是碱性的（即氨泄漏到盐液中了），则应加入碳酸、醋酸或盐酸。必须立即阻止氨的泄漏，以便使盐液可以中和。 除了控制 外，还应采用防腐剂。一般，对盐液系统而言，采用二铬化钠是最有准效、最经 济的方法。铬具有鲜橙色，呈粒状，易溶于温水。由于它在冷盐液中溶解缓慢，故应将它溶于温水，然后在远离泵的盐液中加入足够多的，以便只有稀溶液可以到泵。推荐值如下：每一千立方英尺氯化钙盐液加入 125 磅；每一千立方英尺氯化钠盐液中加入 200 磅。 向盐液中加入二铬化钠并不能使腐蚀立即停止。其过程受许多因素的影响，包括水质、盐液重量、表面大小、以及暴露于系统中的材料、时间和温度。只在当暴露于盐液中的锌或其它金属的表面形成保护性的铬膜，腐蚀才会停止。不能利用简单的检测来决定铬的含量。由于靠二铬化钠所提供的保护很大程度上是 决定于盐液中铬的浓度，所以每年都要对盐液进行分析。氯化钙盐液系统中，其浓度为 gr/式是： 氯化钠盐液系统中， 浓度为 gr/由于稀的和浓的氯化钠溶液都会引起严重的皮疹，所以要避免与它相接触。如果接触了，要立即清洗皮肤。警告：氯化钠盐液不能用于喷射板、喷射器或浸泡罐，因为在那些 地方，食品或人可能与喷雾或盐液直接接触。 应 用 载冷剂系统的应用范围相当广泛（见第十至三十六章）。丙三醇载冷剂可以防止太阳能采集器 的室外管道的冻结。通过太阳能采集器或其它方式加热的载冷剂能够用于加热吸收式制冷设备，用于融解冰和雪那样的物质，或者用于加热建筑物。热交换过程中，可使用大量的载冷剂在各种温度下的各部位间传递热量。使用载冷剂贮液罐可提高加热、制冷的可利用性，可减少高峰期时对能量的高要求。 每个向使用载冷剂的制冷设备供应载冷剂的设备，都有其特有的级别。直接膨胀式冷却器、板式换热器、食品加工器和其它空气、液体与固体的冷却设备有各种形状和大小。湿度控制设备有一个开式系统，在冷却时可以吸收水分，然后通过冷凝器继续使载冷剂再生。尽管这有 助于冷却、除温和解冻，但是除非载冷剂也用于旋管，否则严格地说，它就不是在制冷领域的应用。热传递系数可由年的 三章中叙述的方法来确定。 基本的制冷剂，可像载冷剂那样使用，在一定的流速和压力下，用泵将其压送到足够高，使得在它没有汽化前，就发生热交换现象。但制冷剂随后便在低压下运动，最终是将气体以传统方式送至压缩机。 摘自 1998 年 第四章 in is a is as a as it or of a a of In be ,3,19,20, 3 of 997 be in at be it be to a 0F 50F to it be to in of be to of at To a in a be in as a be a is in of to be in is on at a is on of at To on of in on of to is to be at is at of of in of a in be by or be or by of of is to be to be to be a of is by of of is an in of 0 0 ft of 50 0 ft of 0 Hz 5 5% in 00 0 ft of 500 0 ft of 0 Hz 5 5%A at If a is as is as to to be in be an of on of or of be of be at of in of If on of be he at a in To of be to of in or a at in by of s) on to be be in of a in or of a is to an of to 5, be be of be 3 of 997 or in of A 0 0% of 0% to a a in 0% be of In a a A by is to if is to at is at 4 h of of of to be of at 0% in 5% of be to a or 1988) of 1984) 1978) of of to be in of be H To in a a be a it is to A to be to an to an in to is to it of is to a a of a as be A H .5 a or is it is to a a h If a is H be by in If a is or or be be so be In to H, an be is a a in it in it be in it be in to of so a 125 000 of