CN107036359A - 一种冷水相变能热泵供热分流式排冰装置及系统 - Google Patents
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Abstract
一种冷水相变能热泵供热分流式排冰装置及系统，属于能源技术领域。本发明的目的是提供一种冷水相变能热泵供热分流式排冰装置及系统，以解决制冰取热后冰的排出问题，以及控制冰和水的排放比例，减少用水量。本发明的装置由冷水箱、排冰水泵、回水控制阀、隔离板、排冰吸水管、排冰管、排冰返水管、排冰控制阀、冰水混合物进口组成，本发明的系统由排冰装置、相变换热器、冷水泵、冷水吸水管、冷水供水管、冰水混合物排水管组成。通过水泵抽送和固液分流实现排冰，并控制冰水混合比例，以保证排冰和减少用水量。本发明适用于冷水相变能热泵供热或冰蓄冷供冷系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷水相变能热泵供热分流式排冰装置及系统，属于能源技术领域。
背景技术
采用热泵技术提取低品位能源为建筑物供热具有重要的节能减排效益，是治理雾霾的有效途径之一。低品位能源包括地下水、土壤、江河湖水、城市污水、工业污废水等。但这些低品位能源在应用方面有一定的局限性，很多需要供热的建筑物附近没有地下水或湖水或污水，或者水量不足，或者距离较远，这就限制了热泵供热系统的应用。而开发利用冷水的凝固潜热或者相变能(水结冰时释放出的能量)，则可以大幅度减少用水量，因为冷水的相变能相当于水温降低80℃释放出的能量，按现在一般技术提取地下水或污水5℃的热量计算，用水量只需十六分之一。由于用水量较小，即使这些水源离建筑物距离较远，也具备了输送的条件。另外，也可以调用城市中水。因此，开发利用冷水的相变能，显著扩大了热泵供热的应用范围，具有重大的实际意义。
然而，冷水相变能热泵供热制冰取热时存在两大技术难题，一方面是如何实现连续、稳定和高效的制冰取热过程，另一方面是冰的流动性较差，如何实现排冰过程。
本发明的申请人申请的专利，申请号为“201610312053.6”，名称为“一种利用凝固潜热的热泵系统”的专利，仅实现了制冰取热过程，没有涉及到具体的排冰过程。
专利申请号为“201611267872.X”，名称为“一种凝固潜热采集装置及系统”的专利也只涉及到机械刮冰的制冰取热过程。申请号为“201611267862.6”，名称为“一种冷水凝固热的采集方法”的专利也只涉及到制冰取热过程，没有解决排冰问题。
上述专利以及一些其他相关专利不仅没有解决排冰问题，而且对外排冰时，更无法控制冰和水的比例问题。
本发明专利申请是在发明人前有专利申请技术基础上，采用水泵抽送、固液分流方案，实现对外强制排冰，并控制冰和水的排放比例。
发明内容
本发明的目的是提供一种冷水相变能热泵供热分流式排冰装置及系统，以解决制冰取热后冰的排出问题，以及控制冰和水的排放比例问题，实现有效排冰和控制冰和水的排放比例，减少用水量。
本发明为解决以上技术问题，所采取的技术方案是：
本发明提出的一种冷水相变能热泵供热分流式排冰装置，它由冷水箱、排冰水泵、回水控制阀、隔离板、排冰吸水管、排冰管、排冰返水管、排冰控制阀、冰水混合物进口组成，排冰水泵设置在冷水箱内；隔离板将冷水箱分割成储冰箱和集冰箱两部分；排冰吸水管的一端与集冰箱相连通，另一端与排冰水泵相连通；排冰管的一端与排冰水泵相连通，另一端用于排冰；排冰管上设置有排冰控制阀；排冰返水管的一端与位于排冰水泵与排冰控制阀之间的排冰管相连通，另一端与储冰箱相连通或设置在储冰箱上部返水；回水控制阀设置在排冰返水管上；冰水混合物进口与储冰箱相连通。
所述的一种冷水相变能热泵供热分流式排冰装置，所述的排冰管在垂直方向上为倒U型弯。
本发明提出的一种冷水相变能热泵供热分流式排冰系统，它由所述的分流式排冰装置、相变换热器、冷水泵、冷水吸水管、冷水供水管、冰水混合物排水管和补水管组成，冷水吸水管的一端与分流式排冰装置的储冰箱相连通，另一端与冷水泵相连通；冷水供水管的一端与冷水泵相连通，另一端与相变换热器相连通；冰水混合物排冰管的一端与相变换热器相连通，另一端与分流式排冰装置的冰水混合物进口相连通。
所述的一种冷水相变能热泵供热分流式排冰系统，所述的储冰箱连接有补水管，二者相连通。
所述的一种冷水相变能热泵供热分流式排冰系统，所述的冷水供水管上连接有补水管，二者相连通。
本发明装置的运行原理为：冰水混合物从冰水混合物进口进入冷水箱的储冰箱，当水位高于隔离板高度时，冰水混合物流入集冰箱，排冰水泵从集冰箱抽取冰水混合物，冰水混合物经排冰吸水管进入排冰管，一部分冰水混合物直接排出，另一部分经排冰返水管返回储冰箱。返回储冰箱的这一部分冰水混合物推动储冰箱中的冰层向集冰箱流动。通过设置回水控制阀和排冰控制阀，调整直接排放量和返水量的比例。
本发明系统的运行原理为：在冷水泵的作用下，储冰箱中的冷水经冷水吸水管和冷水供水管进入相变换热器，一部分冷水在相变换热器中释放出相变潜热而结冰，冰水混合物从相变换热器流出，经冰水混合物排水管进入储冰箱。当冰从排冰管排出时，冷水箱水位降低，补水管开始对系统补水。
本发明相对于现有技术具有如下特点及有益效果：
(1)申请号为“201610312053.6”，名称为“一种利用凝固潜热的热泵系统”的专利，仅实现了制冰取热过程，没有涉及到排冰过程。申请号为“201611267872.X”，名称为“一种凝固潜热采集装置及系统”的专利也只涉及到机械刮冰的取热过程，申请号为“201611267862.6”，名称为“一种冷水凝固热的采集方法”的专利只涉及到制冰过程。上述专利和其他相关专利均未给出对外排冰方案和如何控制冰水混合物的排放比例。
(2)本发明采用水泵抽送和固液分流方案实现对外强制排冰，并控制冰水混合物的排放比例，排冰效率高，节约用水量可达50％以上。
附图说明
图1是本发明装置的主视剖面图；
图2是具体实施方式二的结构示意图；
图3是本发明的系统的结构示意图；
图4是具体实施方式四的结构示意图；
图5是具体实施方式五的结构示意图。
图中：冷水箱(1)、排冰水泵(2)、回水控制阀(3)、隔离板(4)、排冰吸水管(5)、排冰管(6)、排冰返水管(7)、排冰控制阀(8)、冰水混合物进口(9)、储冰箱(10)、集冰箱(11)、分流式排冰装置(12)、相变换热器(13)、冷水泵(14)、冷水吸水管(15)、冷水供水管(16)、冰水混合物排水管(17)和补水管(18)。
具体实施方式
具体实施方式一，如图1所示，本实施方式的一种冷水相变能热泵供热分流式排冰装置，它由冷水箱1、排冰水泵2、回水控制阀3、隔离板4、排冰吸水管5、排冰管6、排冰返水管7、排冰控制阀8、冰水混合物进口9组成，排冰水泵2设置在冷水箱1内；隔离板4将冷水箱1分割成储冰箱10和集冰箱11两部分；排冰吸水管5的一端与集冰箱11相连通，另一端与排冰水泵2相连通；排冰管6的一端与排冰水泵2相连通，另一端用于排冰；排冰管6上设置有排冰控制阀8；排冰返水管7的一端与位于排冰水泵2与排冰控制阀8之间的排冰管6相连通，另一端与储冰箱10相连通或设置在储冰箱10上部返水；回水控制阀3设置在排冰返水管7上；冰水混合物进口9与储冰箱10相连通。
具体实施方式二，如图2所示，本实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述的排冰管6在垂直方向上为倒U型弯。该实施方式与实施方式一相比的有益效果是通过设置倒U型弯抬高排冰管6，控制冰水混合物的排放比例，防止排冰控制阀8被冰堵住。
具体实施方式三，如图3所示，本实施方式是一种冷水相变能热泵供热分流式排冰系统，所述的分流式排冰装置12、相变换热器13、冷水泵14、冷水吸水管15、冷水供水管16、冰水混合物排水管17和补水管18组成，冷水吸水管15的一端与分流式排冰装置12的储冰箱10相连通，另一端与冷水泵14相连通；冷水供水管16的一端与冷水泵14相连通，另一端与相变换热器13相连通；冰水混合物排冰管17的一端与相变换热器13相连通，另一端与分流式排冰装置12的冰水混合物进口9相连通。
具体实施方式四，如图4所示，本实施方式与具体实施方式三的不同点是：所述的储冰箱10连接有补水管18，二者相连通。
具体实施方式五，如图5所示，本实施方式与具体实施方式三的不同点是：所述的冷水供水管16上连接有补水管18，二者相连通。
工作原理：
冰水混合物从冰水混合物进口9进入冷水箱1的储冰箱10，当水位高于隔离板4高度时，冰水混合物流入集冰箱11，排冰水泵2从集冰箱11抽取冰水混合物，冰水混合物经排冰吸水管5进入排冰管6，一部分冰水混合物直接排出，另一部分经排冰返水管7返回储冰箱10。返回储冰箱10的这一部分冰水混合物推动储冰箱10中的冰层向集冰箱11流动。同时对回水控制阀3和排冰控制阀8进行控制，调整排放量和返水量的比例。
一部分冷水在相变换热器13中释放出相变潜热后结冰，冰水混合物沿着冰水混合物排冰管17经过冰水混合物进水口9进入分流式排冰装置12，在分流式排冰装置12中完成排冰返水过程后，在冷水泵14的作用下，分流式排冰装置12中的冷水经冷水吸水管15和冷水供水管16再次进入相变换热器13中。
Claims (5)
1.一种冷水相变能热泵供热分流式排冰装置，其特征在于它由冷水箱(1)、排冰水泵(2)、回水控制阀(3)、隔离板(4)、排冰吸水管(5)、排冰管(6)、排冰返水管(7)、排冰控制阀(8)、冰水混合物进口(9)组成，排冰水泵(2)设置在冷水箱(1)内；隔离板(4)将冷水箱(1)分割成储冰箱(10)和集冰箱(11)两部分；排冰吸水管(5)的一端与集冰箱(11)相连通，另一端与排冰水泵(2)相连通；排冰管(6)的一端与排冰水泵(2)相连通，另一端用于排冰；排冰管(6)上设置有排冰控制阀(8)；排冰返水管(7)的一端与位于排冰水泵(2)与排冰控制阀(8)之间的排冰管(6)相连通，另一端与储冰箱(10)相连通或设置在储冰箱(10)上部返水；回水控制阀(3)设置在排冰返水管(7)上；冰水混合物进口(9)与储冰箱(10)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种冷水相变能热泵供热分流式排冰装置，所述的排冰管(6)在垂直方向上为倒U型弯。
3.一种冷水相变能热泵供热分流式排冰系统，其特征在于它由所述的分流式排冰装置(12)、相变换热器(13)、冷水泵(14)、冷水吸水管(15)、冷水供水管(16)、冰水混合物排水管(17)和补水管(18)组成，冷水吸水管(15)的一端与分流式排冰装置(12)的储冰箱(10)相连通，另一端与冷水泵(14)相连通；冷水供水管(16)的一端与冷水泵(14)相连通，另一端与相变换热器(13)相连通；冰水混合物排冰管(17)的一端与相变换热器(13)相连通，另一端与分流式排冰装置(12)的冰水混合物进口(9)相连通。
4.根据权利要求3所述的一种冷水相变能热泵供热分流式排冰系统，其特征在于所述的储冰箱(10)连接有补水管(18)，二者相连通。
5.根据权利要求3所述的一种冷水相变能热泵供热分流式排冰系统，其特征在于所述的冷水供水管(16)上连接有补水管(18)，二者相连通。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108088119A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-05-29 | 青岛科创蓝新能源股份有限公司 | 一种冷水相变能热泵用排冰装置及系统 |
| CN109341168A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-02-15 | 青岛大学 | 一种冷水相变能热泵负压排冰装置及系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1068539A (ja) * | 1996-08-26 | 1998-03-10 | Ohbayashi Corp | 氷蓄熱装置における氷水循環回路の水位調整装置 |
| JP2001153404A (ja) * | 1999-11-26 | 2001-06-08 | Hitachi Ltd | 分配器 |
| CN101329121A (zh) * | 2008-07-22 | 2008-12-24 | 南京航空航天大学 | 主动结冰式热泵系统及节能方法 |
| CN101629748A (zh) * | 2009-07-03 | 2010-01-20 | 深圳力合节能技术有限公司 | 冰浆蓄冷中央空调系统 |
| CN102331052A (zh) * | 2011-10-11 | 2012-01-25 | 东南大学 | 一种基于蒸发冷却的冰-水复合型蓄冷装置 |
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2017
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1068539A (ja) * | 1996-08-26 | 1998-03-10 | Ohbayashi Corp | 氷蓄熱装置における氷水循環回路の水位調整装置 |
| JP2001153404A (ja) * | 1999-11-26 | 2001-06-08 | Hitachi Ltd | 分配器 |
| CN101329121A (zh) * | 2008-07-22 | 2008-12-24 | 南京航空航天大学 | 主动结冰式热泵系统及节能方法 |
| CN101629748A (zh) * | 2009-07-03 | 2010-01-20 | 深圳力合节能技术有限公司 | 冰浆蓄冷中央空调系统 |
| CN102331052A (zh) * | 2011-10-11 | 2012-01-25 | 东南大学 | 一种基于蒸发冷却的冰-水复合型蓄冷装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108088119A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-05-29 | 青岛科创蓝新能源股份有限公司 | 一种冷水相变能热泵用排冰装置及系统 |
| CN109341168A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-02-15 | 青岛大学 | 一种冷水相变能热泵负压排冰装置及系统 |
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