CN104567061B - 一种双工况液态冰冷水机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双工况液态冰冷水机组，包括安装在金属箱体内的液态冰制备系统以及连接在金属箱体外的冰水储存箱，其特征在于：所述液态冰制备系统由制冷剂管依次连接的制冷压缩机、风冷式冷凝器、热力膨胀阀、冰晶器及钛预冷换热器组成，冰晶器与钛预冷换热器并联设置，热力膨胀阀的制冷剂出口与冰晶器连接的管路上设置有分配器，分配器通过毛细管与冰晶器连接。通过将液态冰制备系统安装在金属箱体内，结构紧凑、占地面积小、便于移动；冰晶器与钛预冷换热器采用并联设置，有效提高换热效率，同步进行液态冰的制备，出冰快速，降低能耗；利用热力膨胀阀和分配器两次节流，分液更加均匀，有效提高系统运行稳定性。

Description

一种双工况液态冰冷水机组
技术领域
本发明创造属于制冷设备领域，涉及液态冰制冰技术，具体为一种双工况液态冰冷水机组。
背景技术
液态冰是一种不同于传统固体冰的全新冰，它可与液体混合而形成具有流动性的冰浆，又可单独存在，形成外观像雪一样的细小球状微粒。可与各种形状的物体实现密切无伤害接触，充填狭窄的空间，换热效率高，冷却速度快，可以通过常规的流体泵输送技术实现远距离输送。被广泛应用于食物的保鲜、保质，以及恒温传热与恒温保存等领域。如通过换热器换热，它可以实现流化冰侧恒温换热；当用于容器时，它可以实现恒温储存。
液态冰的制造技术是一种不同于传统固体冰制造技术的全新制冰技术。其原理为冷却盐溶液达到一定的温度，使溶液中水分结晶析出为细小的球状冰晶而游离于溶液中，从而形成具有流动性的冰浆。在一定的条件下，可实现冰晶体和液体的分离，从而形成纯固体微粒冰晶体。
但现有液态冰制冰设备仅通过冰晶器对水进行降温制冰，要把常温的水，降到成冰水温-1℃，需要很长时间，降温过程中耗能太大，制冰量有限；机组固定安装使用，在较远距离使用时，需要铺设较远的管路，增加成本，无法保证液态冰的质量，制冷降温效果较差。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的不足之处，本发明创造的目的在于提供一种双工况液态冰冷水机组，系统结构紧凑，出冰效率高，缩短成冰时间，降低耗能。
为达到上述目的，本发明创造将通过下述技术方案实现：
一种双工况液态冰冷水机组，包括安装在金属箱体内的液态冰制备系统以及连接在金属箱体外的冰水储存箱，其特征在于：所述液态冰制备系统由制冷剂管依次连接的制冷压缩机、风冷式冷凝器、热力膨胀阀、冰晶器及钛预冷换热器组成，所述冰晶器与钛预冷换热器并联设置，冰晶器和钛预冷换热器通过冰水出水管和冰水回水管与冰水储存箱形成冰水循环回路，所述冰水回水管上设置有水泵，所述热力膨胀阀的制冷剂出口与冰晶器连接的管路上设置有分配器，所述分配器通过毛细管与冰晶器连接；所述金属箱体底部设置有安装机架，所述制冷压缩机、热力膨胀阀、冰晶器及钛预冷换热器安装在该安装机架上，所述风冷式冷凝器的轴流风机安装在金属箱体的顶部，风冷式冷凝器的冷凝管安装在金属箱体内部的侧壁上，所述金属箱体的一个侧板上还设置有压力表、电控箱、冰水出口及回水口，所述冰水出水管和冰水回水管分别从冰水出口及回水口引出。
液态冰制备系统安装在金属箱体内，结构紧凑、占地面积小、便于移动；冰晶器与钛预冷换热器采用并联设置，有效提高换热效率，缩短成冰时间，出冰快速，降低能耗；制冷剂经过热力膨胀阀一次节流后，再经过毛细管二次节流，通过降压可以将液态制冷剂更加均匀的分配给冰晶器，易于流量控制，有效提高系统运行稳定性。
作为优选，所述风冷式冷凝器的制冷剂出口与热力膨胀阀之间设置有储液器和干燥过滤器，风冷式冷凝器的制冷剂出口与热力膨胀阀的制冷剂出口之间设置有热气旁通阀。
为了实时监测机组的运行情况，作为优选，所述制冷压缩机的制冷剂入口和制冷剂出口并接有压力控制器，热力膨胀阀的感温包连接到制冷压缩机的制冷剂入口管路上。
本发明创造相比现有技术具有以下优点及有益效果：
本发明创造将液态冰制备系统安装在金属箱体内，结构紧凑、占地面积小、便于移动；冰晶器与钛预冷换热器采用并联设置，有效提高换热效率，缩短成冰时间，出冰快速，降低能耗；膨胀阀出口通过分配器连接毛细管，两次节流，分液更加均匀，有效提高系统运行稳定性。
附图说明
图1为本发明创造一种双工况液态冰冷水机组的结构示意图；
图2为本发明创造一种双工况液态冰冷水机组的系统原理图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明创造的实施方式不限于此。
实施例如图1和图2所示，一种双工况液态冰冷水机组，包括安装在金属箱体2内的液态冰制备系统1以及连接在金属箱体2外的冰水储存箱3，其特征在于：所述液态冰制备系统1由制冷剂管11依次连接的制冷压缩机12、风冷式冷凝器13、热力膨胀阀14、冰晶器15及钛预冷换热器16组成，所述冰晶器15与钛预冷换热器16并联设置，冰晶器15和钛预冷换热器16通过冰水出水管31和冰水回水管32与冰水储存箱3形成冰水循环回路，所述冰水回水管32上设置有水泵33，所述热力膨胀阀14的制冷剂出口与冰晶器15连接的管路上设置有分配器111，所述分配器111通过毛细管112与冰晶器15连接；所述金属箱体2底部设置有安装机架21，所述制冷压缩机12、热力膨胀阀14、冰晶器15及钛预冷换热器16安装在该安装机架21上，所述风冷式冷凝器13的轴流风机132安装在金属箱体2的顶部，风冷式冷凝器13的冷凝管131安装在金属箱体2内部的侧壁上，所述金属箱体2的一个侧板上还设置有压力表22、电控箱23、冰水出口24及回水口25，所述冰水出水管31和冰水回水管32分别从冰水出口24及回水口引出25。
作为优选，所述风冷式冷凝器13的制冷剂出口与热力膨胀阀14之间设置有储液器17和干燥过滤器18，风冷式冷凝器13的制冷剂出口与热力膨胀阀14的制冷剂出口之间设置有热气旁通阀19。
作为优选，所述制冷压缩机12的制冷剂入口和制冷剂出口并接有压力控制器121，热力膨胀阀14的感温包连接到制冷压缩机12的制冷剂入口管路上。
本机组的工作原理是：通过制冷压缩机12压缩做功，制冷剂被压缩为高温高压的过热气体进入风冷式冷凝器13进行放热，通过轴流风机132吸入的室外空气流经冷凝管131，带走制冷剂放出的热量，使高压制冷剂蒸汽凝结为高压、中温液体进入储液器17，经干燥过滤器18干燥后进入热力膨胀阀14一次节流降压，同时通过分配器111和毛细管112二次节流降压，使制冷剂变为低温低压的液体喷入冰晶器15和钛预冷换热器16，与进行热交换，使其过冷，并在相应的低压下蒸发，吸取流经冰晶器15和钛预冷换热器16中载冷剂溶液（一定浓度乙二醇溶液）的热量，而在冰晶器15和钛预冷换热器16中汽化后的低温制冷剂气体又被制冷压缩机12吸入重新进行压缩，这样周而复始不断循环，直至降到成冰水温。
载冷剂溶液降温冷却使溶液中的水分析出结晶成100um的冰晶而游离于溶液中，该冰水混合溶液即为可流动的液态冰，并通过冰水出水管31流出到冰水储存箱3中供后续使用，使用后的液态冰通过冰水回水管32上设置的水泵33提供动力，重新注入到冰晶器15及钛预冷换热器16进行换热制冰，如此循环形成动态的液态冰冷水机组。
将双工况液态冰冷水机组与现有单独冰晶器（双冰晶器）系统进行对比试验：
机组制冷压缩机采用丹佛斯MLM038压缩机
试验水量：400L
初始水温：20℃
环境温度：25℃
注：表中压力均为初始运行时压力
通过上述试验数据可以看出，双工况液态冰冷水机组的水温下降速率提升30%以上。
上述实施例为本发明创造较佳的实施方式，但本发明创造的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明创造的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种双工况液态冰冷水机组，包括安装在金属箱体内的液态冰制备系统以及连接在金属箱体外的冰水储存箱，其特征在于：所述液态冰制备系统由制冷剂管依次连接的制冷压缩机、风冷式冷凝器、热力膨胀阀、冰晶器及钛预冷换热器组成，所述冰晶器与钛预冷换热器并联设置，冰晶器和钛预冷换热器通过冰水出水管和冰水回水管与冰水储存箱形成冰水循环回路，所述冰水回水管上设置有水泵，所述热力膨胀阀的制冷剂出口与冰晶器连接的管路上设置有分配器，所述分配器通过毛细管与冰晶器连接；所述金属箱体底部设置有安装机架，所述制冷压缩机、热力膨胀阀、冰晶器及钛预冷换热器安装在该安装机架上，所述风冷式冷凝器的轴流风机安装在金属箱体的顶部，风冷式冷凝器的冷凝管安装在金属箱体内部的侧壁上，所述金属箱体的一个侧板上还设置有压力表、电控箱、冰水出口及回水口，所述冰水出水管和冰水回水管分别从冰水出口及回水口引出。
2.根据权利要求1所述的一种双工况液态冰冷水机组，其特征在于：所述风冷式冷凝器的制冷剂出口与热力膨胀阀之间设置有储液器和干燥过滤器，风冷式冷凝器的制冷剂出口与热力膨胀阀的制冷剂出口之间设置有热气旁通阀。
3.根据权利要求1所述的一种双工况液态冰冷水机组，其特征在于：所述制冷压缩机的制冷剂入口和制冷剂出口并接有压力控制器，热力膨胀阀的感温包连接到制冷压缩机的制冷剂入口管路上。
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