CN106288572A - 应用于动态冰蓄冷技术的制冰装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动态冰蓄冷领域，为解决现有制冰削冰装置刮片容易折断、磨损较快、无法制得冰晶和热气除霜式制冰装置效率低、过冷水式容易堵塞的问题，仿照刮削式制冰提出一种新的、更可靠的制冰方法，制得均匀的冰晶。冰晶在动态冰蓄冷空调系统中应用时，输送方便，融化过程不需要二次热交换，大大提高了空调的能效。同时，本发明降低了投资和刮片磨损，降低运行成本，为动态冰蓄冷的推广提供新的动力。为此，本发明采用的技术方案是，应用于动态冰蓄冷技术的制冰装置，由制冷系统、外筒、不锈钢内筒、进水管、布水盘、出冰口、制冷剂进口、制冷剂出口、压缩空气进口、中心管和喷口组成。本发明主要应用于制冷设备的设计制造。

Description

应用于动态冰蓄冷技术的制冰装置

技术领域

本发明涉及动态冰蓄冷领域，具体讲,涉及应用于动态冰蓄冷技术的制冰装置。

背景技术

现代空调设备已成为人们生活的必需品，空调能耗在国民经济总能耗中的比例高达20～30％，而空调冷热源系统的能耗约占空调总能耗的50～70％。其中大部分空调设备主要是在白天运行。在我国有许多地区白天电力紧张而夜间电力过剩，低谷期间发电站的运行效率相当低，发电成本很高。所谓冰蓄冷空调系统，即冷源配设有冰蓄冷的空调系统，在夜间电网负荷低谷时段，制冰机满负荷制冰，以冰为蓄冷介质，利用其相变潜热来蓄存冷量，在电网负荷高峰时段再将冷量释放出来为空调供冷。这类系统可以减少电网负荷高峰时段中央空调冷机的用电负荷。

目前，国内应用的冰蓄冷技术主要有静态冰蓄冷和动态冰蓄冷。动态冰蓄冷是指冰的制备和储存不在同一位置、制冰机和蓄冰槽相对独立，具体蓄冰形式有冰片式和冰晶式等。目前动态冰蓄冷系统常用的制冰方式有壁面刮削式、热气除霜式和过冷水式。壁面刮削式制冰设备都是通过布水器使水均匀的流过制冰桶内壁，使其冷冻成冰，再通过刮片将制得的冰进行刮削，使其成为冰片。此方法具有以下缺点：1、当温度较低时，制得的冰比较硬，刮片在刮削过程中容易磨损或折断，需定期更换，增加制冰成本；2、刮削式制冰制得的是冰片，无法制得冰晶，而冰片在融冰释冷过程中需要与循环水进行换热，降低了空调能效。热气除霜式是通过加热冰片的方式，使其依靠自重滑落，降低制冰效率。过冷水式是在过冷器将水冷却至过冷，在过冷解除装置中对过冷水消除过冷，产生冰晶输送至蓄冰槽。过冷水是一种很不稳定的状态，在过冷器里容易频繁结冰，造成系统效率下降甚至堵塞。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提高制冰效率，解决现有制冰削冰装置刮片容易折断、磨损较快、无法制得冰晶和热气除霜式制冰装置效率低、过冷水式容易堵塞的问题，仿照刮削式制冰提出一种新的、更可靠的制冰方法，制得均匀的冰晶。冰晶在动态冰蓄冷空调系统中应用时，输送方便，融化过程不需要二次热交换，大大提高了空调的能效。同时，本发明降低了投资和刮片磨损，降低运行成本，为动态冰蓄冷的推广提供新的动力。为此，本发明采用的技术方案是，应用于动态冰蓄冷技术的制冰装置，由制冷系统、外筒、不锈钢内筒、进水管、布水盘、出冰口、制冷剂进口、制冷剂出口、压缩空气进口、中心管和喷口组成；制冷系统中的制冷剂通过制冷剂进口进入外桶壁与不锈钢内筒之间，蒸发吸热降低不锈钢内筒壁温度，成气态后通过制冷剂出口回到制冷系统进行循环，压缩空气通过压缩空气进口进入中心管，通过喷口喷射出，形成紧贴不锈钢内筒壁的向下旋转的低温空气膜，水通过进水管通过布水盘均匀的分布在不锈钢内筒桶壁，凝结成均匀的冰晶，低温空气膜将冰晶与不锈钢内筒壁分隔开，冰晶依靠自重下落，通过出冰口进入蓄冰槽中，实现冰蓄冷；低温空气从蓄冰槽中抽取，通过压缩空气进口进入中心管，形成循环。

根据制冰要求，改变喷口直径、喷口形状和喷口分布。

喷口形状为扁口喷口。

根据制冰要求，改变喷口水平倾角、垂直倾角。

本发明的特点及有益效果是：

所述的制冰设备具有的优点和积极效果是：

1.该设备没有运动部件，不需要电机，降低能耗。

2.冰晶可直接落入蓄冰槽，不需要对冰片进行刮削，没有磨损，减少投资。

3.可以通过改变水流速和制冷剂流速控制制冰速率。

4.可以制出均匀的冰晶。

附图说明：

图1本发明整体结构示意图。

图2中心管、喷口结构示意图。

1——进水口 2——压缩空气进口

3——制冷剂出口 4——蒸发器保温外壁

5——蒸发区 6——喷口

7——不锈钢内筒 8——出冰口

9——布水盘 10——制冷剂进口

11——电磁阀 12——中心管。

具体实施方式

本发明所述的制冰机由制冰区(蒸发器)、不锈钢内筒、进水管、布水盘、出冰口、制冷剂进口、制冷剂出口、压缩空气进口、中心管和喷口组成。

制冰区是桶壁与不锈钢内筒之间内充有制冷剂的圆桶，不锈钢内筒壁温度低至零下某一温度，可以使水凝固成冰。

中心管中喷出的旋转空气在内筒壁形成空气膜，使水与内筒壁不直接接触，水与低温空气接触后，产生冰晶，通过出冰口进入蓄冰槽。低温空气从蓄冰槽中抽取，进入中心管，形成循环。

布水盘使水可以均匀的分布在内筒壁上，形成均匀的冰晶。

可以通过电磁阀调节进水管流速和制冷剂流速来控制制冰速率。

在该原理的基础上，可以对设备进行优化设计，可根据不同使用需求，改变中心管管径、制冰区桶径。为了使制冰效果达到最优，根据制冰要求，可以改变喷口直径、喷射角度、喷口形状和喷口分布，例如改变喷口水平倾角、垂直倾角、喷口间距，使用扁口喷口等。

如图1、2所示，制冷剂通过制冷剂进口(10)进入蒸发区(5)，蒸发吸热降低不锈钢内筒壁温度，成气态后通过制冷剂出口(3)回到制冷系统进行循环。压缩空气通过压缩空气进口(2)进入中心管，通过喷口(6)喷射出，形成紧贴不锈钢内筒壁的向下旋转的低温空气膜。水通过进水口(1)进入布水盘(9)，使水均匀的分布在不锈钢内筒桶壁(7)，凝结成均匀的冰晶。空气膜将冰晶与不锈钢内筒壁分隔开，冰晶不会附着在内筒壁上，而是依靠自重下落，通过出冰口(8)进入蓄冰槽中，实现冰蓄冷。低温空气从蓄冰槽中抽取，通过压缩空气进口(2)进入中心管(12)，形成循环。

Claims (4)

1.一种应用于动态冰蓄冷技术的制冰装置，其特征是，由制冷系统、外筒、不锈钢内筒、进水管、布水盘、出冰口、制冷剂进口、制冷剂出口、压缩空气进口、中心管和喷口组成；制冷系统中的制冷剂通过制冷剂进口进入外桶壁与不锈钢内筒之间，蒸发吸热降低不锈钢内筒壁温度，成气态后通过制冷剂出口回到制冷系统进行循环，压缩空气通过压缩空气进口进入中心管，通过喷口喷射出，形成紧贴不锈钢内筒壁的向下旋转的低温空气膜，水通过进水管通过布水盘均匀的分布在不锈钢内筒桶壁，凝结成均匀的冰晶，低温空气膜将冰晶与不锈钢内筒壁分隔开，冰晶依靠自重下落，通过出冰口进入蓄冰槽中，实现冰蓄冷；低温空气从蓄冰槽中抽取，通过压缩空气进口进入中心管，形成循环。

2.如权利要求1所述的应用于动态冰蓄冷技术的制冰装置，其特征是，根据制冰要求，改变喷口直径、喷口形状和喷口分布。

3.如权利要求1所述的应用于动态冰蓄冷技术的制冰装置，其特征是，喷口形状为扁口喷口。

4.如权利要求1所述的应用于动态冰蓄冷技术的制冰装置，其特征是，根据制冰要求，改变喷口水平倾角、垂直倾角。