Для того, щоб отримати нижчі температури, ніж при охолодженні чистим льодом, застосовують лід у суміші із сіллю. У такій суміші одночасно і паралельно здійснюються процеси розчинення солі з утворенням розсолу і плавлення льоду з утворенням води і подальшим розчиненням солі. На плавлення льоду і розчинення солі витрачається теплота суміші, у зв’язку з чим температура її знижується. Найбільш низька температура суміші визначається кріогідратною точкою, де у термодинамічній рівновазі знаходяться всі три фази - розсіл (розчин), сіль і лід.
Таблиця 3.1
Характеристика льодосоляної суміші (NaCl)
Співвідношення солі до маси льоду, %
Температура плавлення суміші, °С
Холодопродуктивність 1 кг суміші q0, кДж/кг
Середня густина розчину при 15°С
1,000
-3,1
1,031
-6,2
1,067
-9,9
1,098
-13,7
1,114
-17,8
1,152
-21,2
1,174
Для охолодження невеликих місткостей (наприклад, тепло-ізольованих контейнерів, кузовів автомобілів) доцільно використовувати евтектичні розчини льоду і солі. Евтектики – однорідні суміші льоду і солі, що мають низьку температуру і достатньо велику теплоту плавлення (табл 3.2).
Таблиця 3.2
Характеристика сумішей солі й льоду
Назва солі
Масова частка солі в розчині, %
Густина розчину, кг/м3
Температура плавлення,
°С
Теплота плавлення, кДж/кг
Теплоємність розчину, кДж/(кг×град)
Сульфат натрію
3,8
-1,2
3,4
Сульфат цинку
27,2
-6,5
3,2
Хлорид калію
19,3
-11,1
3,3
Хлорид натрію
23,1
-21,2
3,3
Хлорид кальцію
29,9
-55,0
2,6
Евтектичним розчином заповнюють металеві місткості (до 90–94% їх об’єму), заморожують при температурах, нижчих за температуру плавлення евтектика, після чого розміщують їх в об’ємах, які охолоджуються. Там при поглинанні тепла евтектик тане при сталій температурі. Кількість тепла може бути відведена за допомогою холодоакумулятора.
Холодоакумулятори можуть бути використані багаторазово. Змінюючи місткості холодоакумуляторів і їхню кількість, можна забезпечити охолодження достатньо великих об’ємів камер. Крім того, вони можуть бути використані як додаткові джерела холоду в години пікових навантажень у стаціонарних холодильниках.