CN102147178A - 风力驱动下的真空蒸汽压缩法二元冰制备装置及其制备方法 - Google Patents

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章学来
陆蕊悦
李晓菲
李志伟
于树轩
于美
林原培
王为
刘小微
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Abstract

本发明涉及一种风力驱动下的真空蒸汽压缩法二元冰制备装置及其制备方法，该装置包括壳体、位于壳体下端部处的蒸发器、位于壳体内上端部处的离心式压缩机、离心式压缩机的排出口外接一用于降低蒸汽的温度从而使蒸汽冷凝而回到液态的冷凝器，蒸发器的上方设置有除雾器，离心式压缩机的上方设置有第一风机，蒸发器上设置有液体输入管道和冰浆流出管道。本发明采用压缩法去除水蒸气，利用可再生能源风能提供风力驱动，有效降低了压缩机的能耗和搅拌铲的能耗，具有节能环保的特点；并且通过搅拌铲搅拌蒸发器内的水膜，从而进一步提高了本发明的制冰效率；同时本发明不使用传统制冷剂，与传统二元冰制备方式比较，具有无毒无害、保护环境的优点。

Description

风力驱动下的真空蒸汽压缩法二元冰制备装置及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种二元冰制备装置及其制备方法，特别是涉及一种通过利用可再生能源提供风力驱动、通过搅拌液膜提高制冰效率的风力驱动下的真空蒸汽压缩法二元冰制备装置及其制备方法。
背景技术
二元冰是一种固液两相、可泵送的冰浆，具有液体冰的热力学物理特性，即极好的传热性、很高的冷却性能、较高的潜热，可广泛应用于蓄冷空调、食品冷藏保鲜等领域。
二元冰的制备方式主要有刮削式、过冷式、直接接触式、真空式，其中近年来出现的真空式制备受到国内外制冷界的广泛重视。真空式二元冰制备是利用水的三相点原理，当压力降低至610Pa时，水的固、液、气三相共存，如果环境压力等于或低于此压力，会出现水的蒸发与结冰的同时进行。真空式二元冰制备制冰效率较高，更重要的是采取一定措施可以不采用传统制冷剂，避免了对环境的污染，因此具有广阔的发展前景。
现有真空冷冻法二元冰制备装置主要有真空蒸汽压缩法和真空冷冻汽相凝结法，上述方式存在一些问题，其中真空蒸汽压缩法依靠水蒸气压缩机去除水蒸发产生的水蒸汽，因在610Pa时水蒸发成为水蒸汽后体积增大约20万倍，故水蒸汽压缩机需要较大的功率，造成能耗偏高，影响了整个制冰系统的性能；真空冷冻汽相凝结法虽然能耗得到了有效的降低，但仍需要使用传统制冷剂进行辅助，对环境存在污染。
发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种通过利用可再生能源提供风力驱动、通过搅拌液膜提高制冰效率的风力驱动下的真空蒸汽压缩法二元冰制备装置及其制备方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种风力驱动下的真空蒸汽压缩法二元冰制备装置，所述装置包括壳体、位于壳体下端部处的用于蒸发的蒸发器、位于壳体内上端部处的用于通过保持壳体内真空而引起蒸发的离心式压缩机、所述离心式压缩机的排出口外接一用于降低蒸汽的温度从而使蒸汽冷凝而回到液态的冷凝器，所述蒸发器的上方设置适于过滤蒸汽中蒸汽滴的除雾器，所述离心式压缩机的上方设置有第一风机，所述蒸发器上设置有液体输入管道和冰浆流出管道。
在本发明的具体实施例子中，所述蒸发器的内部设置有搅拌铲。
在本发明的具体实施例子中，所述搅拌铲的下方设置有第二风机。
在本发明的具体实施例子中，所述蒸发器内盛装的液体为水。
在本发明的具体实施例子中，所述冷凝器内设置有中间流过冷却剂的盘管。
本发明的具体实施步骤如下：
离心式压缩机在第一风机的动力驱动下抽取壳体中间部空气，维持蒸发器和离心式压缩机之间空间内的真空状态，从而引起水从蒸发器中蒸发，在第二风机的动力驱动下，蒸发器内的搅拌铲通过将搅拌蒸发器内的水膜，蒸发产生的蒸汽在离心式压缩机的抽吸下上升，蒸汽中夹带的大部分液滴由于重力而落回蒸发器内的液体中，剩余的液滴被除雾器阻挡，在经过除雾器后，蒸汽到达离心式压缩机；离心式压缩机开始对蒸汽压缩，并将压缩后的蒸汽排向冷凝器，与此同时，通过盘管供给冷却剂，蒸汽和冷却剂之间发生热传递过程，蒸汽在将热传递给冷却剂的同时被冷却；而蒸发器中由于从中液体带走了热量，从而将一部分液体转化为二元冰浆，通过流出管道将所得二元冰浆泵出，供给用户使用。
本发明的积极进步效果在于：本发明提供的风力驱动下的真空蒸汽压缩法二元冰制备装置及其制备方法具有以下优点：本发明采用压缩法去除水蒸汽，利用可再生能源风能提供风力驱动，有效降低了压缩机的能耗和搅拌铲的能耗，具有节能环保的特点；并且通过搅拌铲搅拌蒸发器内的水膜，从而进一步提高了本实发明的制冰效率；同时，本发明不使用传统制冷剂，与传统二元冰制备方式比较，具有无毒无害、保护环境的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
图1是本发明的结构示意图。本发明包括壳体、位于壳体下端部处的用于蒸发的蒸发器10、位于壳体内上端部处的用于通过保持壳体内真空而引起蒸发的离心式压缩机2、离心式压缩机2的排出口外接一用于降低蒸汽的温度从而使蒸汽冷凝而回到液态的冷凝器6，蒸发器10的上方设置适于过滤蒸汽中蒸汽滴的除雾器3，离心式压缩机2的上方设置有第一风机1，所述蒸发器10上设置有液体输入管道8和冰浆流出管道9。所述蒸发器10的内部设置有搅拌铲4，该搅拌铲4的下方设置有第二风机5，在具体的实施例子中，所述蒸发器10内盛装的液体为水或其他液体，所述冷凝器6内设置有中间流过冷却剂的盘管7。
下面以蒸发器10内盛装的液体为水为例子具体说明本发明的工作过程：壳体下端部为蒸发器10适于容纳一定量水的空腔形式，其具有液体输入管道8，冰浆流出管道9。蒸发器还包括搅拌铲4，搅拌铲4由壳体外部的第二风机5供给动力；蒸发器上方为除雾器3，过滤水蒸汽中一定尺寸大小水滴；壳体上端部为离心式压缩机2，该离心式压缩机2由壳体外部的第一风机1供给动力；压缩机出口与冷凝器6相连，其中盘管7中流过冷却剂。
本发明运行时，离心式压缩机2在第一风机1的动力驱动下抽取壳体中间部空气，维持蒸发器10和离心式压缩机2之间空间内的真空状态，从而引起水从蒸发器10中蒸发。在第二风机5的动力驱动下，蒸发器内的搅拌铲4通过将搅拌蒸发器内的水膜，蒸发产生的蒸汽在离心式压缩机2的抽吸下上升，蒸汽中夹带的大部分水滴由于重力而落回蒸发器内的水中，剩余的水滴被除雾器3阻挡，在经过除雾器后，蒸汽到达离心式压缩机2；离心式压缩机2开始对蒸汽压缩，并将压缩后的蒸汽排向冷凝器6，与此同时，通过盘管7供给冷却剂，蒸汽和冷却剂之间发生热传递过程，蒸汽在将热传递给冷却剂的同时被冷却；而蒸发器中由于从水中带走了热量，从而将一部分水转化为二元冰浆，通过冰浆流出管道9将所得二元冰浆泵出，以供给用户使用。
本发明采用压缩法去除水蒸汽，利用可再生能源风能提供风力驱动，有效降低了压缩机的能耗和搅拌铲的能耗，具有节能环保的特点；并且通过搅拌铲搅拌蒸发器内的水膜，从而进一步提高了本实发明的制冰效率；同时，本发明不使用传统制冷剂，与传统二元冰制备方式比较，具有无毒无害、保护环境的优点。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种风力驱动下的真空蒸汽压缩法二元冰制备装置，其特征在于：所述装置包括壳体、位于壳体下端部处的用于蒸发的蒸发器(10)、位于壳体内上端部处的用于通过保持壳体内真空而引起蒸发的离心式压缩机(2)、所述离心式压缩机(2)的排出口外接一用于降低蒸汽的温度从而使蒸汽冷凝而回到液态的冷凝器(6)，所述蒸发器(10)的上方设置适于过滤蒸汽中蒸汽滴的除雾器(3)，所述离心式压缩机(2)的上方设置有第一风机(1)，所述蒸发器(10)上设置有液体输入管道(8)和冰浆流出管道(9)。
2.根据权利要求1所述的风力驱动下的真空蒸汽压缩法二元冰制备装置，其特征在于：所述蒸发器(10)的内部设置有搅拌铲(4)。
3.根据权利要求2所述的风力驱动下的真空蒸汽压缩法二元冰制备装置，其特征在于：所述搅拌铲(4)的下方设置有第二风机(5)。
4.根据权利要求1所述的风力驱动下的真空蒸汽压缩法二元冰制备装置，其特征在于：所述蒸发器(10)内盛装的液体为水。
5.根据权利要求1所述的风力驱动下的真空蒸汽压缩法二元冰制备装置，其特征在于：所述冷凝器(6)内设置有中间流过冷却剂的盘管(7)。
6.一种采用权利要求1-5之一所述的风力驱动下的真空蒸汽压缩法二元冰制备装置制备二元冰的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：离心式压缩机(2)在第一风机(1)的动力驱动下抽取壳体中间部空气，维持蒸发器(10)和离心式压缩机(2)之间空间内的真空状态，从而引起水从蒸发器(10)中蒸发，在第二风机(5)的动力驱动下，蒸发器(10)内的搅拌铲(4)通过将搅拌蒸发器(10)内的水膜，蒸发产生的蒸汽在离心式压缩机(2)的抽吸下上升，蒸汽中夹带的大部分液滴由于重力而落回蒸发器(10)内的液体中，剩余的液滴被除雾器(3)阻挡，在经过除雾器(3)后，蒸汽到达离心式压缩机(2)；离心式压缩机(2)开始对蒸汽压缩，并将压缩后的蒸汽排向冷凝器(6)，与此同时，通过盘管(7)供给冷却剂，蒸汽和冷却剂之间发生热传递过程，蒸汽在将热传递给冷却剂的同时被冷却；而蒸发器(10)中由于从中液体带走了热量，从而将一部分液体转化为二元冰浆，通过流出管道(9)将所得二元冰浆泵出，供给用户使用。
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