CN107504733A

CN107504733A - 一种自动高效制冰系统

Info

Publication number: CN107504733A
Application number: CN201710613573.5A
Authority: CN
Inventors: 孙弋博
Original assignee: Pujiang Unitary Aquatic Science And Technology Co Ltd
Current assignee: Pujiang Unitary Aquatic Science And Technology Co Ltd
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2017-12-22

Abstract

本发明公开了一种自动高效制冰系统，包括制冷体系和制冰体系。制冷体系包括依次连接的蒸发器、气液分离器、压缩机、冷凝器、贮液器、过滤器和膨胀阀，膨胀阀与蒸发器的另一端相连，完成一个循环；制冰体系包括依次连接的蒸发器、增压泵和制冰器，制冰器的另一端与蓄冰槽相连，侧面与节流阀相连，蒸发器另一端分别与节流阀和蓄冰槽相连，完成一个循环。有益效果为：本发明制冰系统热交换次数少，冷量损失少，制冰效率高，制得的冰为冰浆。制冰器内表面涂有防冻粘涂层，可防止制冰器内表面形成冰层，减少了制冰过程中能源的消耗，提高了本发明制冰系统的工作效率。

Description

一种自动高效制冰系统

技术领域

本发明涉及制冰技术领域，具体是一种自动高效制冰系统。

背景技术

现有技术中，随着能源的逐渐紧张，如何使能源更符合社会的实际需要，是目前技术发展的一个重点方向。由于目前输送的电源是最主要的基础能源形式，对能源的产生方来说，例如用煤发电的热电厂，其发电机组是不可能受控微调适合实际的用电需求变化的，其只能在一段时间内连续发电

而社会的实际需要中，通常是在白天的用电需求高于夜晚，并且用电需求高的时候，会集中都需要用电，而且一旦发电电量不足，往往不仅是低电流运行，而是部分区域会跳闸停电，造成日常工作的严重受影响。

因此，目前各国政府包括中国已经意识到用电和发电规律的适配问题，并在着重发展用电低峰期的储能，而在用电高峰期进行释放。目前逐渐有相应的标准在制定中，例如在高峰期耗电量达到一定要求的大厦，需要同时建立储能模块。同时，高峰期用电和低峰期用电的价格也是差距极大的，因此，这也促使相关领域的技术人员在设计和发展用电低峰时的储能设备。目前的储能节能理论，虽然已经有包括水能回抽储能、蓄电池储能等理论和实践，但针对大厦中央空调的常见储能设置方式，是设置储冰箱的方式。这是因为中央空调通常采用冷冻的水到达用户终端进行热交换，因此，在用电低峰期可以用低价的电进行制冷，存储低温的冰水方式进行储能。而在高峰期用电时，将预先存储的冰水加入工作用的冷冻水中，流入客户端进行制冷，不用开压缩机，由此降低高峰用电期的用电量。

现有的储能装置中，通常是在制冷机的热交换器管内流通-10℃的乙二醇，将管浸泡在水箱的水中，通过在管外进行结冰，形成储能的冰箱。当白天中央空调运行时，不用开压缩机制冷，只用循环水泵对冰进行融化。

但这种方式的制冰效率很低，蓄冰制冰机组的工作效率低，价格高，蓄冰装置容易损坏。在用电低峰期内工作时，在热交换器的管上就会凝结一定厚度的冰；冰的传热性能很差，当冰层达到5毫米厚度后就很难有效率的制冰工作了。结冰后的盘管蒸发温度就会下降，导致制冷效率降低，能耗损耗增加50%以上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可高效制冰，且制冰器内表面不容易结冰，制冷效率高，能耗小的自动高效制冰系统。

本发明针对背景技术中提到的问题，采取的技术方案为：

一种自动高效制冰系统，包括制冷体系和制冰体系。制冷体系包括依次连接的蒸发器、气液分离器、压缩机、冷凝器、贮液器、过滤器和膨胀阀，膨胀阀与蒸发器的另一端相连，完成一个循环。制冷剂气体在压缩机里被压缩后进入冷凝器，冷凝成液体，高压液体经过滤器过滤后进入膨胀阀，减压后进入蒸发器，在蒸发器里蒸发汽化，低压气体经气液分离器分离未蒸发液体后，进入压缩机，完成循环。

制冰体系包括依次连接的蒸发器、增压泵和制冰器，制冰器的另一端与蓄冰槽相连，侧面与节流阀相连，蒸发器另一端分别与节流阀和蓄冰槽相连，完成一个循环。制冰器中设有反渗透半透膜。浓度为C₀的溶液在蒸发器里被冷却至0℃以下的某个温度T₀，然后上述溶液通过增压泵提升至某一压力，上述压力应保证有一定流量的溶液通过反渗透半透膜。反渗透半透膜将浓度为C₀的溶液分为浓度为C_l的稀溶液和浓度为C_h的浓溶液。由于T₀低于稀溶液的冰点，稀溶液进入蓄冰槽，出现结冰现象，冰晶从稀溶液中析出，稀溶液的浓度提高，温度也同时提高。未通过反渗透半透膜的浓溶液经过节流阀降低压力，与从蓄冰槽出来的稀溶液混合，混合后的溶液进入蒸发器，完成循环。由于每循环一次，溶液中部分会就会变成冰，所以需要定期忘蓄冰槽中补充水。

蓄冰槽中设有过滤网。蓄冰槽中的过滤网能起到阻挡大部分冰晶通过的作用。

制冰系统中的工质凝固点低于制冷体系的蒸发温度。浓度为C₀的溶液在制冷系统的蒸发器中被冷却时不会结冰。溶液的浓度太低，溶液会在蒸发器的传热表面上结冰；溶液浓度太高，一方面会导致配置溶液的费用增加。另一方面会导致流动的阻力增加。

制冰器内表面涂有防冻粘涂层，涂层由A组分和B组分组成：组分A的成分及其重量份为：乙烯基封端聚硅氧烷70~110份、乙烯基封端三氟丙基聚硅氧烷25~45份、二氧化硅纳米粒子18~26份、有机溶剂20~30份；组分B的成分及其重量份为：端含氢硅油8~12份、端含氢氟硅油9~10份、有机溶剂20~30份、Karstedt催化剂0.0079~0.015份、活性有机硅高性能环保型防水粉1~4份、消泡剂0.05~1份和分散剂1~2份。结冰分子和上述涂层分子之间的静电引力、氢键和范德华力较小，涂层表现出较强的憎水性。涂层表面能低，涂层的水接触角（WCA）为170°~185°，滚动角（SA）为0.4°~5°，切向冻粘强度低，具有优异的防冻粘性能。上述涂层可防止制冰器内表面形成冰层，减少了制冰过程中能源的消耗，提高了本发明制冰系统的工作效率。

制冷体系的蒸发温度在-10℃。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.本发明制冰系统热交换次数少，冷量损失少，制冰效率高；制得的冰为冰浆。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，可贮存于槽中或可用管道直接输送。

2. 制冰器内表面涂有防冻粘涂层，结冰分子和上述涂层分子之间的静电引力、氢键和范德华力较小，涂层表现出较强的憎水性。涂层表面能低，涂层的水接触角（WCA）为170°~185°，滚动角（SA）为0.4°~5°，切向冻粘强度低，具有优异的防冻粘性能。上述涂层可防止制冰器内表面形成冰层，减少了制冰过程中能源的消耗，提高了本发明制冰系统的工作效率。

附图说明

图1为本发明制冰系统流程图；

图2为本发明制冰系统应用例。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明方案作进一步说明：

实施例1：

如图1所示，一种自动高效制冰系统，包括制冷体系和制冰体系。制冷体系包括依次连接的蒸发器、气液分离器、压缩机、冷凝器、贮液器、过滤器和膨胀阀，膨胀阀与蒸发器的另一端相连，完成一个循环。制冷剂气体在压缩机里被压缩后进入冷凝器，冷凝成液体，高压液体经过滤器过滤后进入膨胀阀，减压后进入蒸发器，在蒸发器里蒸发汽化，低压气体经气液分离器分离未蒸发液体后，进入压缩机，完成循环。

防冻粘涂层的最优选制备步骤为：

1）将100份乙烯基封端聚硅氧烷、30份乙烯基封端三氟丙基聚硅氧烷、22份二氧化硅纳米粒子和25份正丁醇混合均匀得到组分A，然后球磨；将9份端含氢硅油、9份端含氢氟硅油、25份正丁醇、0.01份Karstedt 催化剂、3份活性有机硅高性能环保型防水粉、0.4份消泡剂、1.3份分散剂混合均匀得到组分B；

2）将 A，B 组分混合均匀后，加入0.5份活性蛋白，搅拌均匀，均匀涂覆于事先涂有硅烷底涂剂的制冰装置的内外表面，然后室温固化。活性蛋白的氨基酸序列为RKVNVGNSEKATSVGTKPDVRKVNVIITPDDKEDSYKPVQLQLSVHACFEVISTSIPSTTTVPQTASSAVITTAEVTPTPTATPEISTETTQTLKVSSGKVTTPTQVSTTSPSPGLSITTIATTTPICEETDGMNSITTIPSTEITTNDKTAEIENLRPSSKTPFKSSEDKLVIEYVPTKT。上述涂层可防止制冰装置内表面形成冰层，减少了制冰过程中能源的消耗，提高了本发明制冰装置的工作效率。在防冻粘涂层的制备过程中加入活性多肽，可使涂层具有很好的柔韧性及弹性，即使在刮冰器的刮片长期刮削的情况下，其表面的结构状态变化不大，仍保持较小的切向冻粘强度。

制冷体系的蒸发温度在-10℃。

实施例2：

如图2所示，蒸发器1和膨胀阀1用于制冰运转，蒸发温度低于0℃，蒸发器2和膨胀阀2用于正常空调运转，蒸发温度高于0℃。在白天空调负荷低峰的时段，制冷系统按空调工况运行，为空调用户提供冷水；在白天空调负荷高峰的时段，制冷系统按空调工况运行，同时取出蓄冰槽里的冷量；在夜间没有空调负荷时，制冷系统按制冰工况运行，制冰系统运行，往蓄冰槽里蓄冰。制冰系统里循环的溶液可采用乙二醇溶液，反渗透半透膜采用改良型醋酸纤维素膜。在蓄冰前，循环的溶液的体积浓度（以下提到的浓度均为体积浓度）为25%。上述浓度的溶液进入蒸发器，蒸发器的蒸发温度为-7.5℃，溶液被冷却至-5.5℃。经过增压泵后，溶液的压力提高到6atm。通过反渗透半透膜的稀溶液浓度为10%，其冰点为-3.7℃。大概2.2%的上述稀溶液在蓄冰槽里结冰，温度上升至-3.7℃左右，浓度也略有上升。通过节流阀的浓溶液的浓度为30%。

本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

SEQUENCE LISTING

<110> 浦江县酉泽水产科技有限公司

<120> 一种自动高效制冰系统

<130> 1

<160> 1

<170> PatentIn version 3.5

<210> 1

<211> 181

<212> PRT

<213> 人工合成

<400> 1

Arg Lys Val Asn Val Gly Asn Ser Glu Lys Ala Thr Ser Val Gly Thr

1 5 10 15

Lys Pro Asp Val Arg Lys Val Asn Val Ile Ile Thr Pro Asp Asp Lys

20 25 30

Glu Asp Ser Tyr Lys Pro Val Gln Leu Gln Leu Ser Val His Ala Cys

35 40 45

Phe Glu Val Ile Ser Thr Ser Ile Pro Ser Thr Thr Thr Val Pro Gln

50 55 60

Thr Ala Ser Ser Ala Val Ile Thr Thr Ala Glu Val Thr Pro Thr Pro

65 70 75 80

Thr Ala Thr Pro Glu Ile Ser Thr Glu Thr Thr Gln Thr Leu Lys Val

85 90 95

Ser Ser Gly Lys Val Thr Thr Pro Thr Gln Val Ser Thr Thr Ser Pro

100 105 110

Ser Pro Gly Leu Ser Ile Thr Thr Ile Ala Thr Thr Thr Pro Ile Cys

115 120 125

Glu Glu Thr Asp Gly Met Asn Ser Ile Thr Thr Ile Pro Ser Thr Glu

130 135 140

Ile Thr Thr Asn Asp Lys Thr Ala Glu Ile Glu Asn Leu Arg Pro Ser

145 150 155 160

Ser Lys Thr Pro Phe Lys Ser Ser Glu Asp Lys Leu Val Ile Glu Tyr

165 170 175

Val Pro Thr Lys Thr

180

Claims

1.一种自动高效制冰系统，包括制冷体系和制冰体系，其特征在于：所述制冷体系包括依次连接的蒸发器、气液分离器、压缩机、冷凝器、贮液器、过滤器和膨胀阀，膨胀阀与蒸发器的另一端相连，完成一个循环。

2.根据权利要求1所述的一种自动高效制冰系统，其特征在于：所述制冰体系包括依次连接的蒸发器、增压泵和制冰器，制冰器的另一端与蓄冰槽相连，侧面与节流阀相连，蒸发器另一端分别与节流阀和蓄冰槽相连，完成一个循环。

3.根据权利要求2所述的一种自动高效制冰系统，其特征在于：所述制冰器中设有反渗透半透膜。

4.根据权利要求2所述的一种自动高效制冰系统，其特征在于：所述蓄冰槽中设有过滤网。

5.根据权利要求2所述的一种自动高效制冰系统，其特征在于：所述制冰系统中的工质凝固点低于制冷体系的蒸发温度。

6.根据权利要求2所述的一种自动高效制冰系统，其特征在于：所述制冰器内表面涂有防冻粘涂层，涂层由A组分和B组分组成：组分A的成分及其重量份为：乙烯基封端聚硅氧烷70~110份、乙烯基封端三氟丙基聚硅氧烷25~45份、二氧化硅纳米粒子18~26份、有机溶剂20~30份；组分B的成分及其重量份为：端含氢硅油8~12份、端含氢氟硅油9~10份、有机溶剂20~30份、Karstedt催化剂0.0079~0.015份、活性有机硅高性能环保型防水粉1~4份、消泡剂0.05~1份和分散剂1~2份。

7.根据权利要求1所述的一种自动高效制冰系统，其特征在于：所述制冷体系的蒸发温度在-10℃。