CN102661644A - 接触式载冷剂相变动态制冰装置 - Google Patents
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Abstract
一种接触式载冷剂相变动态制冰装置,包括蒸发器、冷凝器、冷源换热元件、载冷剂泵;蒸发器有进水管和出冰管,进水管上有水泵;气态载冷剂通过冷凝直接放热给冷源换热元件,液态载冷剂在水中蒸发,与水直接热交换生成冰激凌式冰,它换热效率很高,传热能力很大,生成冰激凌式冰,融冰过程负荷跟随性好,不影响制冷机运行,结构简单,成本低投资小,稳定性好,运行可靠,尤其是能实现超大规模低成本蓄冰。
Description
技术领域
本发明涉及一种制冰装置,尤其是一种接触式载冷剂相变动态制冰装置。
背景技术
冰蓄冷技术有各种各样的制冰方式,这些制冰方式可以分为两类。第一类是水与冷媒直接热交换方式,它换热效率很高,传热能力很大,生成冰激凌式冰,融冰过程负荷跟随性好,但由于生成腐蚀性气体等,影响冷媒纯度,影响制冷机运行,已基本上被淘汰。第二类是水与冷媒间接热交换方式,水与冷源间接热交换方式又包括静态制冰和动态制冰两种:1. 静态制冰装置,即在冷却管外或盛冰容器内结冰,冰本身处于相对静止状态,在静态制冰过程中,随着制冰量的增加,水与冷源之间的热阻逐渐增大,制冰率因而减小,能量损失增加。尽管静态制冰系统简单,运行稳定,易于实现,目前已成为冰蓄冷系统应用中的主流,但是它存在冰的静态形成过程换热效率低,融冰过程负荷跟随性差,换热管道冻结在冰中可靠性要求高而且不便于检修,换热管道布置复杂,成本高投资大,尤其不能实现超大规模低成本蓄冰。2.动态制冰装置,该制冰过程中有冰晶、冰浆生成,且冰晶、冰浆处于运动状态,动态制冰使用的载冷剂包括过冷水、导热液体和水溶液等,冰层不在换热表面生长,因而水与冷源之间热阻并不随制冰过程的进行而改变,制冰过程中一直保持较高的热交换效率,制冷机可以在较佳工况下运行;生成冰激凌式冰,融冰过程负荷跟随性好,然而系统复杂,稳定性差,载冷剂在换热过程中靠液体流动传热,换热效率依然不太高,传热能力依然相对较小。
发明内容
为了克服水与冷媒直接热交换方式生成腐蚀性气体等,影响冷媒纯度,影响制冷机运行的不足、也为了克服现有的静态制冰装置存在冰的静态形成过程换热效率低,融冰过程负荷跟随性差,换热管道冻结在冰中可靠性要求高而且不便于检修,换热管道布置复杂,成本高投资大,尤其不能实现超大规模低成本蓄冰的不足、以及为了克服现有的动态制冰装置系统复杂,稳定性差,制冰介质在换热过程中靠液体流动传热,换热效率依然不太高,传热能力依然相对较小的不足, 本发明提供一种接触式载冷剂相变动态制冰装置,该接触式载冷剂相变动态制冰装置采用载冷剂,热冷传递过程中载冷剂发生气液相变,液态载冷剂通过蒸发,与水直接热交换生成冰激凌式冰,气态载冷剂通过冷凝直接放热给冷源,这样达到使该接触式载冷剂相变动态制冰装置换热效率很高,传热能力很大,生成冰激凌式冰,融冰过程负荷跟随性好,不影响制冷机运行,结构简单,成本低投资小,稳定性好,运行可靠,尤其是能实现超大规模低成本蓄冰的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该接触式载冷剂相变动态制冰装置主要包括蒸发器、冷凝器、冷源换热元件、载冷剂泵;蒸发器有进水管和出冰管,进水管上还有水泵;冷源换热元件可以是制冷机的蒸发器,也可以是天然冷源的换热器;它还包括系统内相连接的管道、附件及检测控制和保压装置;蒸发器和冷凝器相连接;冷源换热元件置于冷凝器中;接触式载冷剂相变动态制冰装置有保压装置;蒸发器中的气态载冷剂通过管道进入冷凝器,气态载冷剂在冷凝器中通过冷凝为液态直接放热给冷源换热元件,液态载冷剂通过载冷剂泵压入蒸发器的水中蒸发为气态,液态载冷剂与水直接热交换,生成冰激凌式冰。蒸发器和冷凝器也可以合并为一体,冷源换热元件可以直接置入,下部为蒸发器,上部为冷凝器,不需要载冷剂泵,气态载冷剂通过冷凝直接放热给冷源换热元件,载冷剂冷凝液直接流入水体。载冷剂采用难溶于水的低沸点物质如丙烷等。
本发明的有益效果是,该接触式载冷剂相变动态制冰装置换热效率很高,传热能力很大,生成冰激凌式冰,融冰过程负荷跟随性好,不影响制冷机运行,结构简单,成本低投资小,稳定性好,运行可靠,尤其是能实现超大规模低成本蓄冰。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图1是本发明较佳实施例的示意图。
图中1.蒸发器、2.冷凝器、3.冷源换热元件、4.载冷剂泵。
具体实施方式
在附图1所示实施例中,该接触式载冷剂相变动态制冰装置主要包括蒸发器(1)、冷凝器(2)、冷源换热元件(3)、载冷剂泵(4);蒸发器(1)有进水管和出冰管,进水管上还有水泵;冷源换热元件(3)是制冷机蒸发器,它还包括系统内相连接的管道、附件及检测控制和保压装置,蒸发器(1)中的气态载冷剂通过管道进入冷凝器(2),气态载冷剂在冷凝器(2)中通过冷凝为液态直接放热给冷源换热元件(3)制冷机蒸发器,液态载冷剂通过载冷剂泵(4)压入蒸发器(1)的水中蒸发为气体,与水直接热交换生成冰激凌式冰。载冷剂采用丙烷。
Claims (3)
1.一种接触式载冷剂相变动态制冰装置,主要包括蒸发器、冷凝器、冷源换热元件、载冷剂泵,蒸发器有进水管和出冰管,进水管上还有水泵,它还包括系统内相连接的管道、附件及检测控制和保压装置,其特征是:冷源换热元件置于冷凝器中。
2.根据权利要求1所述的接触式载冷剂相变动态制冰装置,其特征是:蒸发器和冷凝器相连接。
3. 根据权利要求1所述的接触式载冷剂相变动态制冰装置,其特征是:接触式载冷剂相变动态制冰装置有保压装置。
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2012
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