北京交通大学：《铁路货运技术》课程教学资源（阅读教材）第07章 制冷原理和方法 第二节 冰盐制冷 第一讲 冰盐制冷的原理

7.2冰盐制冷 7.2.1冰盐制冷的原理 用纯冰制冷，只能获得0℃以上的温度，因为纯冰的融点为0℃，制冰厂生 产的冰只有0℃，不可能直接得到0℃以下的低温。只有在冰内掺入一定比例的 盐，由于盐首先溶解于冰表面上的水而变为溶液，溶液的饱和蒸气压力肯定小于 纯水的饱和蒸气压力。本来0℃是固相的冰和液相的水饱和蒸气压的平衡点，此 时冰、水可以互相转化，但水成为溶液后，两相平衡遭到破坏，导致了两相平衡 点下降至0℃以下的某一温度，见图7-3。 (Pa) 冰 613 液 溶 ◆1（℃） 0℃ 图7-3蒸汽压曲线图 由于盐溶液要吸收溶解热，冰融化又吸收融化热，冰盐混合物便会吸取周围 介质的热量迅速达到两相的平衡点，导致了环境温度的下降，这就是冰盐制冷的 基本原理。 冰内掺盐比例越高，两相蒸气压差别越大，两相蒸气压平衡点也就越低， 混合物溶解和融化速度也就越快，所取得的环境温度也就越低。但盐的溶解度有 限，当盐占冰的比例达到30%时，溶液已呈饱和状态，再加盐也不会溶解，温度 非但不会继续降低：相反，盐还会逐渐析出，温度甚至会缓慢上升。冰盐混合物 的温度经试验得出，见表7-2。 表7-2冰盐混合物温度表 每百克冰内掺盐量(g) 5 10 15 20 25 30 冰盐混合物理论温度（℃） -2.9 -5.9 -9.3 -12.7 -16.6 -21.2

7.2 冰盐制冷 7.2.1 冰盐制冷的原理 用纯冰制冷，只能获得 0℃以上的温度，因为纯冰的融点为 0℃，制冰厂生 产的冰只有 0℃，不可能直接得到 0℃以下的低温。只有在冰内掺入一定比例的 盐，由于盐首先溶解于冰表面上的水而变为溶液，溶液的饱和蒸气压力肯定小于 纯水的饱和蒸气压力。本来 0℃是固相的冰和液相的水饱和蒸气压的平衡点，此 时冰、水可以互相转化，但水成为溶液后，两相平衡遭到破坏，导致了两相平衡 点下降至 0℃以下的某一温度，见图 7-3。 由于盐溶液要吸收溶解热，冰融化又吸收融化热，冰盐混合物便会吸取周围 介质的热量迅速达到两相的平衡点，导致了环境温度的下降，这就是冰盐制冷的 基本原理。 冰内掺盐比例越高，两相蒸气压差别越大，两相蒸气压平衡点也就越低， 混合物溶解和融化速度也就越快，所取得的环境温度也就越低。但盐的溶解度有 限，当盐占冰的比例达到 30%时，溶液已呈饱和状态，再加盐也不会溶解，温度 非但不会继续降低；相反，盐还会逐渐析出，温度甚至会缓慢上升。冰盐混合物 的温度经试验得出，见表 7-2。 表 7-2 冰盐混合物温度表 每百克冰内掺盐量（g） 5 10 15 20 25 30 冰盐混合物理论温度（℃） -2.9 -5.9 -9.3 -12.7 -16.6 -21.2 液 溶 水 冰 P (Pa) 0℃ 613 t (℃) 图 7-3 蒸汽压曲线图