CN101368774A - 一种板式蒸发器和带有所述蒸发器的制0℃冰水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板式蒸发器和带有所述蒸发器的制0℃冰水装置，其中板式蒸发器包括一壳体，壳体表面设置有保温层，壳体里面设置有盘管，壳体上设置有与壳体内腔连通的进水口与出水口，与盘管连通的进液口和回气口；所述盘管分为若干个小段的短盘管，各个短盘管之间并联设置，每个短盘管的进口都连通壳体上部的进液口，每个短盘管的出口都连通壳体底部的回气口；同时壳体内垂直设置多个板型片，板型片把壳体内腔分成若干个上下连通的水通道。本发明板式蒸发器具有盘管路径短、热交换接触面积大、热交换效率高的特点，并可有效解决水结冰现象的发生；同时本发明一种带有所述蒸发器的制0℃冰水装置，其可直接利用市政水制得纯净的0℃冰水。

Description

一种板式蒸发器和带有所述蒸发器的制0℃冰水装置

技术领域

本发明涉及一种蒸发器，特别是一种板式蒸发器和带有所述蒸发器的制0℃冰水装置。

背景技术

目前，在海鲜、蔬果或冷冻肉类食物的加工工艺当中都会多次用到一种速冻的保鲜处理方式，该工艺是把待加工产品在水中浸泡一下，然后放到超低温环境进行急速冷冻，从而使得产品表面现成一冰层，以此来达到保鲜的目的。在此，因考虑到效能问题，浸泡用的水一般采用零度或零度以下用水，而这种水的来源有两种方式。其中一种方式是直接采用冰融解而来，厂方需要专门到制冰块厂进行购买，然后运输回来放到专用的水箱中进行多个小时融解后再进行使用，整个过程耗时而费人工，对于温度的控制也不能随心所欲，而运输和储存待用冰块都很不方便，成本太高也是一个致命问题。另一种方式是采用一几十吨的盐水槽装置，槽里面同时放置一几十吨不等的水箱，在使用时，利用盐水的防冻性能，通过一制冷循环系统使盐水温度降到-20℃左右，随后通过盐水与水箱的热量交换使水箱中的水温降到0℃左右，该装置目前广泛应用于KFC或大型生菜制造商场当中，其相比与直接利用冰融化的方式有了很大的改进，但热量交换的工作效能依旧不高，装置的体积大，制造成本也很高，很难得到广泛的应用和推广。

为此，申请人曾申请了一种全自动制冰水装置的实用新型专利，其公告号为CN2898735，该装置通过一制冷循环系统，利用常温水直接制取0℃冰水，使热量交换的工作效能得以成倍的提高。装置为避免0℃冰水在0℃附近发生结冰膨胀，特别是避免在蒸发器中结冰造成堵塞而使蒸发器损坏，一般都在水中加一点盐以防冻，该措施使得加工所得的0℃冰水都含有一定的盐分，这对于海鲜水产品来说可以接受，但对于新鲜蔬果和冷冻肉类食品则不适用，因其需要纯净的冰水来处理，否则就会破坏其口感。此外，经过使用发现，本装置也存在一些缺点：一、装置中的蒸发器为盘式蒸发器，盘管与水的接触面积仅在盘管表面发生，接触面积小，热量交换效率不是很理想，同时制冷剂在盘管中一通到底，制冷剂所走的路径很长，需要经过整个蒸发器的盘管，这在一定程度上也降低了热交换效率；二、蓄水箱和整个装置都设置在外桶里面，使得整个装置体积庞大且笨重，给运输和使用安装都带来了很大的不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种板式蒸发器，其相比与传统盘式蒸发器，具有盘管路径短、热交换接触面积大、热交换效率高的特点，并可有效解决水结冰现象的发生。

同时本发明的另一个目的提供一种带有所述蒸发器的制0℃冰水装置，其可直接利用市政水制得纯净的0℃冰水，可满足海鲜、蔬果或冷冻肉类食物等加工使用的需要。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种板式蒸发器，包括一壳体，壳体表面设置有保温层，壳体里面设置有盘管，壳体上设置有与壳体内腔连通的进水口与出水口，与盘管连通的进液口和回气口，其特征在于：所述盘管分为若干个小段的短盘管，各个短盘管之间并联设置，每个短盘管的进口都连通壳体上部的进液口，每个短盘管的出口都连通壳体底部的回气口；同时壳体内垂直设置多个导热性能良好板型片，板型片与各个短盘管外表面直接接触，其把壳体内腔分成若干个上下连通的水通道。

上述各个板型片呈“S”型设置安装。

上述板型片为铜片、铝片或导热性能良好的铝合金片。

一种带有所述蒸发器的制0℃冰水装置，整个装置包括一整体组合柜和保温水桶，组合柜里面设置有水泵和制冷循环系统，其中制冷循环系统主要包括压缩机、所述蒸发器和冷凝器，蒸发器的进液口经一热力膨胀阀、过滤器和电磁阀与冷凝器用管路相连，其回气口与压缩机用管路相连，并通过压缩机和冷凝器的相互连通而形成一密闭循环系统，并在整个封闭环路中充注适量的工质；所述保温水桶上设置有两进口和两出口，其中一个进口连接外部水源，另一个进口通过管路与所述蒸发器的出水口连接，同时保温水桶的一个出口通过管路与水泵进口连接，并由水泵出口连接蒸发器进水口形成水循环系统；而保温水桶的另一个出口则用于连接外部用水。

上述保温桶内腔设置一温控器。

上述保温桶内腔设置有水位仪。

本发明的盘管分为若干个小段的短盘管并联设置，该结构使得制冷工质在蒸发器中所经过的路径很短，缩短了由进液口到达回气口的时间，使制冷工质的循环速度更快，保证了制冷工质与蒸发器内腔中水的较高温差，使两者的热量交换速度更快，热量交换效率更高。同时壳体内设置有多个导热性能良好的板型片，其工作时温度与盘管相当，这就等于扩展了盘管与水的接触面接，使两者的热交换接触面积得以成倍的增加，根据单位热交换量与接触面积及温差成正比的原理可知，该结构可有效提升蒸发器的热交换效率和速度。此外，板型片把蒸发器内腔分成若干个上下连通的水通道，使蒸发器内腔中的水在进水流量和流速不变的情况下相比传统盘式蒸发器具有更快的流速，可有效解决蒸发器中水结冰堵塞的问题，一旦水稍有凝结就会被激流冲出，不会造成蒸发器的堵塞。

本发明所述的板式蒸发器，其相比与传统盘式蒸发器，具有盘管路径短、热交换接触面积大、热交换效率高的特点，并可有效解决水结冰现象的发生。本蒸发器适用于各种制冷设备，如水系统中央空调、工业冷却机以及下面所述的制0℃冰水装置等。

本发明所述的一种带有所述蒸发器的制0℃冰水装置，其机组工作时，低温高压的工质从冷凝器经电磁阀、过滤器和热力膨胀阀被输送到板式蒸发器的盘管里面，使盘管及板型片降温，此时，盘管、板型片与水之间发生热交换，工质吸收热量由低温低压液态转换为高温低压气态，而水失去热量被逐渐降温。随后高温低压气态的工质从蒸发器回气口出来被压缩机吸入，并在压缩后输送进入冷凝器进行冷却，使工质由高温高压气态转为低温高压液态，并由冷凝器继续输往蒸发器，从而形成一个完整的工作循环过程，随着这个循环过程的不断运行，最终实现保温水桶中0℃冰水的制作。

在此过程中，为防止蒸发器内发生结冰现象，同时也为保证保温水桶内水的循环降温，在组合柜里面设置有一水泵，水泵的进口与保温水桶的一个出口相连，水泵的出口与蒸发器底部的进水口相连，而蒸发器顶部的出水口与保温水桶的一个进口连通，从而形成一完整的水循环系统。工作时在水泵的带动下，保温水桶中的水以与压缩机配比的流量进行循环，水从蒸发器下部的进水口进来后猛烈地冲刷着板型片和盘管表面，一旦水通道中的水稍有凝结就会被激流冲出，不会造成蒸发器的堵塞，从而到达加快流速和迅速降温的目的。

此外，在保温水桶内腔设置一温控器和水位仪，两者均通过导线与电脑控制器连接，其中的温控器用于测量保温水桶的水温，其和电脑控制器一起用来控制压缩机和电磁阀的开闭，以此来适时控制水温以满足实际需要。而其中的水位仪包括有上、下两感应器，其配合电脑控制器用于控制连接外部水源进口的开闭，当水位降低到下感应器时，开关开启开始进水，而当水位上升到上感应器时，则切断开关停止进水。

本发明所述的一种带有所述蒸发器的制0℃冰水装置，其可直接利用市政水制得纯净的0℃左右冰水，可同时满足海鲜、蔬果或冷冻肉类食物等加工使用的需要。

附图说明

图1、本发明板式蒸发器的布局结构示意图；

图2、本发明“S”型板型片的板式蒸发器布局结构示意图；

图3、本发明带有所述蒸发器制0℃冰水装置的布局结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种板式蒸发器1，包括一壳体11，壳体11表面设置有保温层12，壳体11里面设置有盘管13，壳体11上设置有与壳体内腔14连通的进水口111与出水口112，与盘管13连通的进液口113和回气口114。所述盘管13分为若干个小段的短盘管131，其数目多少可根据实际需要定制，本实施方式中采用五个，各个短盘管131之间上下并联设置，每个短盘管的进口都连通壳体11上部的进液口113，每个短盘管的出口都连通壳体底部的回气口114。同时壳体内垂直设置多个导热性能良好板型片15，其可以为铜片、铝片或导热性能良好的铝合金片，板型片15与各个短盘管114外表面直接接触，其把壳体内腔14分成若干个上下连通的水通道141。此外，如图2所示，各个板型片15也可呈“S”型设置，使板型片15表面积得以更大的拓展，同时水通道141变的弯弯曲曲，延长了水流路径，使板型片15与水的热交换时间更长、热交换效率更高。

本发明的盘管13分为若干个小段的短盘管131并联设置，该结构使得制冷工质在蒸发器1中所经过的路径很短，缩短了由进液口113到达回气口114的时间，使制冷工质的循环速度更快，保证了制冷工质与蒸发器内腔14中水的较高温差，使两者的热量交换速度更快，热量交换效率更高。同时壳体内设置有多个导热性能良好的板型片15，其工作时温度与盘管13相当，这就等于扩展了盘管13与水的接触面接，使两者的热交换接触面积得以成倍的增加，根据单位热交换量与接触面积及温差成正比的原理可知，该结构可有效提升蒸发器1的热交换效率和速度。此外，板型片15把蒸发器内腔14分成若干个上下连通的水通道141，使蒸发器内腔14中的水在进水流量和流速不变的情况下相比传统盘式蒸发器具有更快的流速，可有效解决蒸发器中水结冰堵塞的问题，一旦水稍有凝结就会被激流冲出，不会造成蒸发器的堵塞。

总之，上述板式蒸发器，其相比与传统盘式蒸发器，具有盘管路径短、热交换接触面积大、热交换效率高的特点，并可有效解决水结冰现象的发生。本蒸发器适用于各种制冷设备，如水系统中央空调、工业冷却机以及下面所述的制0℃冰水装置等。

如图3所示，一种带有所述蒸发器的制0℃冰水装置，整个装置包括一整体组合柜2和保温水桶3。组合柜2里面设置有水泵21和制冷循环系统，其中制冷循环系统主要包括压缩机22、所述蒸发器1和冷凝器23。蒸发器的进液口113经一热力膨胀阀24、过滤器25和电磁阀26与冷凝器23用管路相连，蒸发器回气口114与压缩机22用管路相连，并通过压缩机22和冷凝器23的相互连通而形成一密闭循环系统，并在整个封闭环路中充注适量的工质。所述保温水桶3上设置有两进口31、32和两出口33、34，其中一个进口31连接外部水源，另一个进口32通过管路与所述蒸发器的出水口112连接，同时保温水桶的一个出口33通过管路与水泵21进口连接，并由水泵21出口连接蒸发器进水口111形成水循环系统。而保温水桶3的另一个出口34则用于连接外部用水。

制0℃冰水装置机组工作时，低温高压的工质从冷凝器23经电磁阀26、过滤器25和热力膨胀阀24被输送到板式蒸发器1的盘管13里面，使盘管13及板型片15降温，此时，盘管13、板型片15与水之间发生热交换，工质吸收热量由低温低压液态转换为高温低压气态，而水失去热量被逐渐降温。随后高温低压气态的工质从蒸发器回气口114出来被压缩机22吸入，并在压缩后输送进入冷凝器23进行冷却，使工质由高温高压气态转为低温高压液态，并由冷凝器23继续输往蒸发器1，从而形成一个完整的工作循环过程，随着这个循环过程的不断运行，最终实现保温水桶中0℃冰水的制作。

在此过程中，为防止蒸发器1内发生结冰现象，同时也为保证保温水桶3内水的循环降温，在组合柜2里面设置有一水泵21，水泵21的进口与保温水桶3的一个出口33相连，水泵21的出口与蒸发器底部的进水口111相连，而蒸发器顶部的出水口112与保温水桶的一个进口32连通，从而形成一完整的水循环系统。工作时在水泵的带动下，保温水桶3中的水以与压缩机配比的流量进行循环，水从蒸发器下部的进水口111进来后猛烈地冲刷着板型片15和盘管13表面，一旦水通道141中的水稍有凝结就会被激流从上部的出水口112冲出，不会造成蒸发器的堵塞，从而到达加快流速和迅速降温的目的。

此外，在保温水桶3内腔设置一温控器4和水位仪5，两者均通过导线与电脑控制器连接，其中的温控器4用于测量保温水桶3的水温，其和电脑控制器一起用来控制压缩机22和电磁阀26的开闭，以此来适时控制水温以满足实际需要。而其中的水位仪5包括有上、下两感应器51、52，其配合电脑控制器用于控制连接外部水源进口的开闭，当水位降低到下感应器时，开关开启开始进水，而当水位上升到上感应器时，则切断开关停止进水。

总之，本发明为一种带有所述蒸发器的制0℃冰水装置，其可直接利用市政水制得纯净的0℃冰水，可同时满足海鲜、蔬果或冷冻肉类食物等加工使用的需要。此外，本装置能实现自动给水，自动降温，自动开关机，整个机器结构简单，无需人员管理，其加工成本仅为购冰成本的五分之一不到，仅为盐水槽装置成本的四分之一不到，具有很高的经济节能价值。此外，整机组合柜与保温桶各成一个主体，由管路自由伸缩连接，可自由分离而不受场地限制。

Claims (6)

1.一种板式蒸发器，包括一壳体，壳体表面设置有保温层，壳体里面设置有盘管，壳体上设置有与壳体内腔连通的进水口与出水口，与盘管连通的进液口和回气口，其特征在于：所述盘管分为若干个小段的短盘管，各个短盘管之间并联设置，每个短盘管的进口都连通壳体上部的进液口，每个短盘管的出口都连通壳体底部的回气口；同时壳体内垂直设置多个导热性能良好板型片，板型片与各个短盘管外表面直接接触，其把壳体内腔分成若干个上下连通的水通道。

2.如权利要求1所述的一种板式蒸发器，其特征在于：所述各个板型片呈“S”型设置安装。

3.如权利要求1或2所述的一种板式蒸发器，其特征在于：所述各个板型片板型片为铜片、铝片或导热性能良好的铝合金片。

4.一种带有所述蒸发器的制0℃冰水装置，整个装置包括一整体组合柜和保温水桶，组合柜里面设置有水泵和制冷循环系统，其中制冷循环系统主要包括压缩机、所述蒸发器和冷凝器，蒸发器的进液口经一热力膨胀阀、过滤器和电磁阀与冷凝器用管路相连，其回气口与压缩机用管路相连，并通过压缩机和冷凝器的相互连通而形成一密闭循环系统，并在整个封闭环路中充注适量的工质；所述保温水桶上设置有两进口和两出口，其中一个进口连接外部水源，另一个进口通过管路与所述蒸发器的出水口连接，同时保温水桶的一个出口通过管路与水泵进口连接，并由水泵出口连接蒸发器进水口形成水循环系统；而保温水桶的另一个出口则用于连接外部用水。

5.如权利要求4所述的一种板式蒸发器，其特征在于：所述保温桶内腔设置一温控器。

6.如权利要求4所述的一种板式蒸发器，其特征在于：所述保温桶内腔设置有水位仪。

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