CN103175359B - 小型化紧凑型动态制取冰浆系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小型化紧凑型动态制取冰浆系统，提供一种结构紧凑，体积小的动态制取冰浆系统。制冰装置包括用于预冷的盘管式套管换热器和制冰蒸发器，组成盘管式套管换热器的套管呈螺旋状环绕在制冰蒸发器的外侧，盘管式套管换热器的套管由内管和外管组成，内管用于制冷剂的流通，内管与外管之间的空间用于制冰溶液流通。压缩机的出口与散热器、节流装置连接，节流装置的制冷剂出口与制冰蒸发器的第一制冷剂进口连接，制冰蒸发器的第一制冷剂出口与盘管式套管换热器内管上的第二制冷剂进口连接，盘管式套管换热器内管上的第二制冷剂出口与压缩机的进口连接；盘管式套管换热器外管上的制冰溶液出口与制冰蒸发器的第一制冰溶液进口连接。
Description
技术领域
本发明涉及制冰技术领域，特别是涉及一种小型化紧凑型动态制取冰浆系统。
背景技术
目前，冰浆在空调、保鲜以及工业加工过程等许多领域有着广泛的应用。
制冰技术包括静态制冰和动态制冰。静态制冰中，静态的水在传热壁面上通过自然对流和固体导热的方式被冻结成冰并附着在传热壁面上，随着蓄冷量的增加，冰层厚度逐渐加大。它的缺点是：静态制取的冰不参与输送，制冰不连续进行，并且传热效率低、制冰速度慢。动态制冰主要指制取动态冰浆用于冷量储存。动态冰浆是指含有大量悬浮冰晶粒子的固液两相溶液，也称“动态冰”或“可泵冰”，其中冰晶颗粒的平均尺寸不超过1mm，一般在几十微米到几百微米，而制冰溶液通常是由水和冰点调节剂（如乙二醇、乙醇或氯化钠）构成。动态冰浆具有巨大的相变潜热和低温显热，低含冰率IPF条件下冰浆可视为牛顿流体，具有比单相流体更好的流动和换热性能，可贮存于槽中并用管道直接输送。
传统的考虑预冷的动态冰浆制取装置中，预冷装置和制冰装置是分开的，从预冷装置到制冰装置通过输送管路输送，在输送管路过程中存在很多功率和热量消耗的问题，能耗大，出冰效率低。而且，由于预冷装置和制冰装置分开设置，很难实现小型化，占地面积大，系统的初投资较大。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种结构紧凑，体积小的小型化紧凑型动态制取冰浆系统。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种小型化紧凑型动态制取冰浆系统，其特征在于，包括制冰装置、压缩机、节流装置、散热器和风机，所述风机置于所述散热器的侧面；所述制冰装置包括用于预冷的盘管式套管换热器和制冰蒸发器，所述制冰蒸发器上设置有第一制冷剂进口、第一制冷剂出口、第一制冰溶液进口和出冰口，组成所述盘管式套管换热器的套管呈螺旋状环绕在所述制冰蒸发器的外侧，所述盘管式套管换热器的套管由内管和外管组成，所述内管用于制冷剂的流通，所述内管与外管之间的空间用于制冰溶液流通，所述内管上设置有第二制冷剂进口和第二制冷剂出口，所述外管上设置有第二制冰溶液进口和制冰溶液出口；所述压缩机的制冷剂出口依次与所述散热器、节流装置连接，所述节流装置的制冷剂出口与所述制冰蒸发器的第一制冷剂进口连接，所述制冰蒸发器的第一制冷剂出口与所述盘管式套管换热器内管上的第二制冷剂进口连接，所述盘管式套管换热器内管上的第二制冷剂出口与所述压缩机的制冷剂进口连接；所述盘管式套管换热器外管上的制冰溶液出口与所述制冰蒸发器的第一制冰溶液进口连接。
所述制冰蒸发器包括内桶、外桶和刮冰器，所述内桶用于制冰溶液流通，所述第一制冰溶液进口和出冰口分别设置在所述内桶上，所述内桶与外桶之间的空间用于制冷剂的流通，所述第一制冷剂进口和第一制冷剂出口分别设置在所述外桶上；所述刮冰器置于所述内桶内部。
所述刮冰器由旋转电机、传动杆、安装于所述传动杆四周上的多个刮片组成，所述旋转电机的输出轴与所述传动杆连接，所述多个刮片与所述内桶内壁接触。
所述盘管式套管换热器上的第二制冰溶液进口和第二制冷剂出口均位于所述盘管式套管换热器的上部，所述盘管式套管换热器的制冰溶液出口和第二制冷剂进口均位于所述盘管式套管换热器的下部。
所述制冰蒸发器的第一制冷剂进口与出冰口均位于所述制冰蒸发器的上半部，所述制冰蒸发器的第一制冷剂出口与第一制冰溶液进口均位于所述制冰蒸发器的下半部。
所述节流装置为电子膨胀阀。
所述散热器为管翅式散热器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的制取冰浆系统中的制冰装置内设置有预冷用盘管式套管换热器和制冰蒸发器，盘管式套管换热器环绕在制冰蒸发器外部，且盘管式套管换热器的套管由制冷剂流通的内管和制冰溶液流通的外管组成，结构紧凑，体积小，占地面积小，系统的初投资小，扩展了系统的使用领域。而且，盘管式套管换热器与制冰蒸发器之间直接连通，降低了热量的消耗，系统出冰速度快，能耗低。同时通过调节进入制冰蒸发器与盘管式套管换热器的制冷剂流量可实现自动出冰。
2、本发明的制取冰浆系统中的每个部件都有成熟的市场产品，系统结构简单，产品成本较低。
附图说明
图1为本发明小型化紧凑型动态制取冰浆系统的示意图；
图2为本发明小型化紧凑型动态制取冰浆系统制冰装置轴测图;
图3为本发明小型化紧凑型动态制取冰浆系统制冰装置前视图;
图4为本发明小型化紧凑型动态制取冰浆系统制冰装置剖面图;
图5为本发明刮冰器剖面图。
图中：1.制冰装置，2.散热器，3.风机，4.节流装置，5.压缩机，6.制冰蒸发器，7.盘管式套管换热器，8.第二制冷剂进口，9.第二制冷剂出口，10.第二制冰溶液进口，11.制冰溶液出口，12.第一制冰溶液进口，13.出冰口，14.第一制冷剂进口，15.第一制冷剂出口，16.刮片，17.刮冰器，18.传动杆，19.内桶，20.外桶。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明小型化紧凑型动态制取冰浆系统的示意图如图1-图3所示，包括制冰装置1、压缩机5、节流装置4、散热器2和风机3，所述风机3置于所述散热器2的侧面。所述制冰装置1包括用于预冷的盘管式套管换热器7和制冰蒸发器6，所述制冰蒸发器6上设置有第一制冷剂进口14、第一制冷剂出口15、第一制冰溶液进口12和出冰口13，组成所述盘管式套管换热器的套管呈螺旋状环绕在所述制冰蒸发器6的外侧，所述盘管式套管换热器的套管由内管和外管组成，所述内管用于制冷剂的流通，所述内管与外管之间的空间用于制冰溶液流通，所述内管上设置有第二制冷剂进口8和第二制冷剂出口9，所述外管上设置有第二制冰溶液进口10和制冰溶液出口11。所述压缩机5的制冷剂出口依次与所述散热器2、节流装置4连接，所述节流装置4的制冷剂出口与所述制冰蒸发器6的第一制冷剂进口14连接，所述制冰蒸发器6的第一制冷剂出口15与所述盘管式套管换热器内管上的第二制冷剂进口8连接，所述盘管式套管换热器内管上的第二制冷剂出口9与所述压缩机5的制冷剂进口连接。所述盘管式套管换热器7外管上的制冰溶液出口11与所述制冰蒸发器的第一制冰溶液进口12连接。
其中，制冰蒸发器可以采用多种结构设计。本实施例中，所述制冰蒸发器6包括内桶19、外桶20和刮冰器17，所述内桶19用于制冰溶液流通，所述第一制冰溶液进口12和出冰口13分别设置在所述内桶19上，所述内桶19与外桶20之间的空间用于制冷剂的流通，所述第一制冷剂进口14和第一制冷剂出口15分别设置在所述外桶20上。所述刮冰器17置于所述内桶19内部。
刮冰器可以采用多种结构设计。本实施例中，所述刮冰器由旋转电机、传动杆18、安装于所述传动杆18四周上的多个刮片16组成，所述旋转电机的输出轴与所述传动杆18连接，所述多个刮片16与所述内桶19内壁接触。
为了达到最佳的效果，所述盘管式套管换热器上的第二制冰溶液进口10和第二制冷剂出口9均位于所述盘管式套管换热器7的上部，所述盘管式套管换热器的制冰溶液出口11和第二制冷剂进口8均位于所述盘管式套管换热器7的下部。所述制冰蒸发器的第一制冷剂进口14与出冰口13均位于所述制冰蒸发器6的上半部，所述制冰蒸发器的第一制冷剂出口15与第一制冰溶液进口12均位于所述制冰蒸发器6的下半部。
所述节流装置4可以采用现有技术中的多种结构，本实施例中为电子膨胀阀。所述散热器2为管翅式散热器。
使用时，高温高压制冷剂气体通过压缩机5出口进入散热器2冷凝成为液态制冷剂液体，液态制冷剂经过电子膨胀阀后，进入制冰装置1内。制冷剂首先进入制冰蒸发器内桶与外桶之间的空间，再进入盘管式套管换热器的内管，在制冰装置1内吸热变为低温低压气态制冷剂进入压缩机。与此同时，风机3对散热器2进行散热。
同时，制冰溶液首先进入盘管式套管换热器7的外管与内管之间的空间内，内管内的制冷剂吸收制冰溶液的热量对制冰溶液进行预冷，使得制冰溶液降温。盘管式套管换热器的制冰液体降温后进入制冰蒸发器的内桶。
降温后的制冰溶液在内桶内，位于外桶与内桶之间的制冷剂吸收内桶内制冰溶液的热量，使得制冷溶液在内桶内壁上降温结晶成冰，旋转电机带动刮片将内桶内壁上的结晶刮下来，形成冰浆从制冰口流出。
本发明的制取冰浆系统中的制冰装置内设置有预冷用盘管式套管换热器和制冰蒸发器，盘管式套管换热器环绕在制冰蒸发器外部，且盘管式套管换热器的套管由制冷剂流通的内管和制冰溶液流通的外管组成，结构紧凑，体积小，占地面积小，系统的初投资小，扩展了系统的使用领域。同时通过调节进入制冰蒸发器与盘管式套管换热器的制冷剂流量可实现自动出冰。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种小型化紧凑型动态制取冰浆系统，其特征在于，包括制冰装置、压缩机、节流装置、散热器和风机，所述风机置于所述散热器的侧面；所述制冰装置包括用于预冷的盘管式套管换热器和制冰蒸发器，所述制冰蒸发器上设置有第一制冷剂进口、第一制冷剂出口、第一制冰溶液进口和出冰口，组成所述盘管式套管换热器的套管呈螺旋状环绕在所述制冰蒸发器的外侧，所述盘管式套管换热器的套管由内管和外管组成，所述内管用于制冷剂的流通，所述内管与外管之间的空间用于制冰溶液流通，所述内管上设置有第二制冷剂进口和第二制冷剂出口，所述外管上设置有第二制冰溶液进口和制冰溶液出口；所述压缩机的制冷剂出口依次与所述散热器、节流装置连接，所述节流装置的制冷剂出口与所述制冰蒸发器的第一制冷剂进口连接，所述制冰蒸发器的第一制冷剂出口与所述盘管式套管换热器内管上的第二制冷剂进口连接，所述盘管式套管换热器内管上的第二制冷剂出口与所述压缩机的制冷剂进口连接；所述盘管式套管换热器外管上的制冰溶液出口与所述制冰蒸发器的第一制冰溶液进口连接。
2.根据权利要求1所述的小型化紧凑型动态制取冰浆系统，其特征在于，所述制冰蒸发器包括内桶、外桶和刮冰器，所述内桶用于制冰溶液流通，所述第一制冰溶液进口和出冰口分别设置在所述内桶上，所述内桶与外桶之间的空间用于制冷剂的流通，所述第一制冷剂进口和第一制冷剂出口分别设置在所述外桶上；所述刮冰器置于所述内桶内部。
3.根据权利要求2所述的小型化紧凑型动态制取冰浆系统，其特征在于，所述刮冰器由旋转电机、传动杆、安装于所述传动杆四周上的多个刮片组成，所述旋转电机的输出轴与所述传动杆连接，所述多个刮片与所述内桶内壁接触。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的小型化紧凑型动态制取冰浆系统，其特征在于，所述盘管式套管换热器上的第二制冰溶液进口和第二制冷剂出口均位于所述盘管式套管换热器的上部，所述盘管式套管换热器的制冰溶液出口和第二制冷剂进口均位于所述盘管式套管换热器的下部。
5.根据权利要求4所述的小型化紧凑型动态制取冰浆系统，其特征在于，所述制冰蒸发器的第一制冷剂进口与出冰口均位于所述制冰蒸发器的上半部，所述制冰蒸发器的第一制冷剂出口与第一制冰溶液进口均位于所述制冰蒸发器的下半部。
6.根据权利要求4所述的小型化紧凑型动态制取冰浆系统，其特征在于，所述节流装置为电子膨胀阀。
7.根据权利要求6所述的小型化紧凑型动态制取冰浆系统，其特征在于，所述散热器为管翅式散热器。
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