CN108458524A - 一种冰浆制备系统 - Google Patents

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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C1/00—Producing ice

Abstract

本发明公开了一种冰浆制备系统，包括冷凝换热器、压缩机、节流装置、间壁式换热器、喷嘴、憎水剂涂层、冰浆储罐、水箱以及辅助工作的水泵、阀门等部件。间壁式换热器壳程进出口分别与冷凝换热器及压缩机相连，管程内壁涂有憎水剂涂层，管程出口位于水箱上方，水箱通过泵及阀门与冰浆储罐及负载换热器相连。喷嘴位于间壁式换热器间壁式换热器管程入口。可通过切换阀门实现制冰和融冰两种工作状态的切换，有效解决冰堵问题，提高系统运行稳定性，使系统在间壁式换热器管程内壁异常结冰情况下，可快速解除结冰现象，减少了制备冰浆过程所需能耗。

Description

一种冰浆制备系统
技术领域
本发明涉及一种流态冰制备装置，尤其涉及一种冰浆制备系统。
背景技术
随着环保和节能领域要求的不断提高，可再生能源得以迅速发展。但以太阳能、风能为代表的可再生能源存在有空间和时间上不连续的问题，因此，蓄能技术日益受到重视，动态冰蓄冷技术作为主要的蓄能技术之一。
动态冰浆具有传热系数高，蓄能密度大等优点，是目前常用的蓄冷技术之一。现有的冰浆制备系统需要依靠电机带动刮刀将换热器壁面上形成的冰膜打碎形成冰晶颗粒。这种系统的结构复杂，运行过程需要消耗大量的电能，并且刮刀也极易损耗，因此运行和维护的成本较高。此外，在系统中，普遍缺乏预防和解除冰堵现象的装置，一旦发生冰堵，将大大降低系统的制冰效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种冰浆制备系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的冰浆制备系统，包括制冷系统、制冰溶液循环系统、储冰系统；
所述制冷系统包括：冷凝换热器出口与间壁式换热器的壳程入口相连，两者之间的连接管道上设有节流装置，所述间壁式换热器的壳程出口与压缩机的吸气口经阀门四相连，所述压缩机排气口与冷凝换热器入口经三通接头二、阀门一、三通接头一相连，所述三通接头一通过阀门二与所述压缩机的吸气口相连，所述三通接头二通过阀门三与所述间壁式换热器的壳程出口相连；
所述制冰溶液循环系统包括：所述间壁式换热器的管程出口设有水箱，供水装置通过阀门七与水箱相连，所述水箱通过冰浆泵和三通接头三与负载换热器入口相连，所述负载换热器出口与喷嘴相连，所述喷嘴设置于所述间壁式换热器管程入口，所述间壁式换热器管程内壁涂有憎水剂涂层，壳程外层装有保温层一；
所述储冰系统包括冰浆储罐，所述水箱通过所述冰浆泵、所述三通接头三及阀门六与所述冰浆储罐入口相连，所述冰浆储罐外部装有保温层二。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的冰浆制备系统，具有能耗低，结构简单的优点，并且具有制备冰浆和解除冰堵两种工作模式，提高了系统的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的冰浆制备系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的冰浆制备系统制备冰浆工作状态示意图；
图3为本发明实施例提供的冰浆制备系统解除冰堵工作状态示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的冰浆制备系统，其较佳的具体实施方式是：
包括制冷系统、制冰溶液循环系统、储冰系统；
所述制冷系统包括：冷凝换热器出口与间壁式换热器的壳程入口相连，两者之间的连接管道上设有节流装置，所述间壁式换热器的壳程出口与压缩机的吸气口经阀门四相连，所述压缩机排气口与冷凝换热器入口经三通接头二、阀门一、三通接头一相连，所述三通接头一通过阀门二与所述压缩机的吸气口相连，所述三通接头二通过阀门三与所述间壁式换热器的壳程出口相连；
所述制冰溶液循环系统包括：所述间壁式换热器的管程出口设有水箱，供水装置通过阀门七与水箱相连，所述水箱通过冰浆泵和三通接头三与负载换热器入口相连，所述负载换热器出口与喷嘴相连，所述喷嘴设置于所述间壁式换热器管程入口，所述间壁式换热器管程内壁涂有憎水剂涂层，壳程外层装有保温层一；
所述储冰系统包括冰浆储罐，所述水箱通过所述冰浆泵、所述三通接头三及阀门六与所述冰浆储罐入口相连，所述冰浆储罐外部装有保温层二。
所述节流装置为毛细管、电磁膨胀阀或电子膨胀阀。
在所述压缩机进气口和排气口处分别设有气液分离器和油液分离器；
在供水装置中设有水泵和过滤网。
本发明的冰浆制备系统，具有能耗低，结构简单的优点，并且具有制备冰浆和解除冰堵两种工作模式，提高了系统的稳定性。
该系统采用喷射式结构代替了复杂的刮刀结构，降低了制冰系统的加工和制造难度，同时减少了由于电机驱动刮刀带来了电能消耗。本发明通过憎水剂涂层有效预防冰堵现象的发生，并且可通过控制管路阀门实现制备冰浆和解除冰堵两种工作模式。
冰浆制备系统主要包括：冷凝换热器、压缩机、节流装置、间壁式换热器、喷嘴、憎水剂涂层、冰浆储罐、水箱以及辅助工作的水泵、阀门等部件。
正常工况下，所述间壁式换热器可作为蒸发器，制冷剂经由压缩机后进入冷凝换热器，冷凝放热后的制冷剂经节流装置进入间壁式换热器，间壁式换热器内侧涂有憎水剂涂层，外侧设有保温层，制冷剂在间壁式换热器中蒸发吸热，将换热器内温度降低到水溶液冰点之下，使喷射到间壁式换热器内的小液滴结晶。
所述水箱位于间壁式换热器管程出口下方，冰晶颗粒在重力作用下落于水箱之中与水溶液混合形成冰浆，水箱出口通过冰浆泵与冰浆储罐和负载换热器相连，可将制备好的冰浆溶液储存或直接使用，水箱进口与补水装置相连。
所述喷嘴位于间壁式换热器管程进口，可将负载换热器使用冰浆后形成的水溶液喷射至间壁式换热器管程之中，形成冰晶颗粒。
所述间壁式换热器在发生冰晶颗粒大量附着于换热器内壁面的异常情况下可作为冷凝器。制冷剂管路通过阀门切换，压缩机排气进入间壁式换热器冷凝放热，使附着于换热器壁面的冰晶颗粒脱落，除冰结束后，系统恢复正常运行。
具体实施例：
如图1所示，包括：冷凝换热器1、三通接头一2、阀门一3、阀门二4、三通接头二5、阀门三6、压缩机7、阀门四8、保温层一9、间壁式换热器10、喷嘴11、憎水剂涂层12、负载换热器13、阀门五14、三通接头三15、保温层二16、冰浆储罐17、阀门六18、冰浆泵19、水箱20、阀门七21、供水装置22、节流装置23。
冷凝换热器1出口与间壁式换热器10壳程入口相连，两者中间设有节流装置23，间壁式换热器10壳程出口与压缩机7吸气口经阀门四8相连，压缩机7排气口与冷凝换热器1入口经阀门一3相连，上述四个部件连接组成制冷系统；
供水装置22通过阀门七21与水箱20相连；
水箱20通过冰浆泵19和三通接头三15与负载换热器13入口相连，负载换热器13出口与喷嘴11相连，喷嘴11设置于间壁式换热器10管程入口，间壁式换热器10管程内壁涂有憎水剂涂层12，壳程外层装有保温层一9，间壁式换热器10管程出口设置于水箱20上方，上述部件接连组成制冰溶液循环系统；
水箱20通过冰浆泵13、三通接头三15及阀门六18与冰浆储罐17入口相连，组成储冰系统，冰浆储罐17外部装有保温层二16；
上述系统中节流装置23为毛细管、电磁膨胀阀或电子膨胀阀等，一般节流装置优选采用毛细管；
上述系统中，为保证压缩机7平稳运行，可在压缩机7进气口和排气口处分别增设气液分离器及油液分离器；
上述系统中，为保证供水压力和去除水溶液中杂质，可在供水装置22中增设水泵和过滤网。
上述系统工作过程分为以下两种情况：
1、制冰过程(如图2所示)：打开阀门一3和阀门四8，关闭阀门二4和阀门三6。制冷剂由压缩机7，经由阀门一3进入冷凝换热器1，然后通过经过节流装置23后，进入间壁式换热器10壳程，蒸发吸热降低换热器管壁温度，然后再次进入压缩机完成制冷循环。开启供水装置22，水溶液经阀门七21进入水箱20，水箱液位达到要求后，水溶液经由冰浆泵19输送至喷嘴11，形成小液滴喷射至被冷却的间壁式换热器10管程内部，冷却结晶形成冰晶颗粒。冰晶颗粒在重力作用下落入水箱20与水溶液混合形成冰浆溶液。制备好的冰浆溶液可通过冰浆泵19和阀门六18进入冰浆储罐。也可通过冰浆泵19和阀门五14进入负载换热器13。冰浆溶液在负载换热器13中换热后，得到的水溶液可再次输送至喷嘴11，循环制取冰晶。
2、解除冰堵过程(如图3所示)：打开阀门二4和阀门三6，关闭阀门一3和阀门四8。制冷剂由压缩机7，经由三通接头二5，进入间壁式换热器10，此时间壁式换热器10作为冷凝器，制冷剂在间壁式换热器10冷凝放热，使凝结在管壁上的冰晶颗粒受热脱落。然后制冷剂经节流装置23进入冷凝换热器1，再经由三通接头一2和阀门二4回到压缩机7完成制冷循环。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种冰浆制备系统，其特征在于，包括制冷系统、制冰溶液循环系统、储冰系统；
所述制冷系统包括：冷凝换热器(1)出口与间壁式换热器(10)的壳程入口相连，两者之间的连接管道上设有节流装置(23)，所述间壁式换热器(10)的壳程出口与压缩机(7)的吸气口经阀门四(8)相连，所述压缩机(7)排气口与冷凝换热器(1)入口经三通接头二(5)、阀门一(3)、三通接头一(2)相连，所述三通接头一(2)通过阀门二(4)与所述压缩机(7)的吸气口相连，所述三通接头二(5)通过阀门三(6)与所述间壁式换热器(10)的壳程出口相连；
所述制冰溶液循环系统包括：所述间壁式换热器(10)的管程出口设有水箱(20)，供水装置(22)通过阀门七(21)与水箱(20)相连，所述水箱(20)通过冰浆泵(19)和三通接头三(15)与负载换热器(13)入口相连，所述负载换热器(13)出口与喷嘴(11)相连，所述喷嘴(11)设置于所述间壁式换热器(10)管程入口，所述间壁式换热器(10)管程内壁涂有憎水剂涂层(12)，壳程外层装有保温层一(9)；
所述储冰系统包括冰浆储罐(17)，所述水箱(20)通过所述冰浆泵(13)、所述三通接头三(15)及阀门六(18)与所述冰浆储罐(17)入口相连，所述冰浆储罐(17)外部装有保温层二(16)。
2.根据权利要求1所述的冰浆制备系统，其特征在于，所述节流装置(23)为毛细管、电磁膨胀阀或电子膨胀阀。
3.根据权利要求1所述的冰浆制备系统，其特征在于，在所述压缩机(7)进气口和排气口处分别设有气液分离器和油液分离器。
4.根据权利要求1所述的冰浆制备系统，其特征在于，在供水装置(22)中设有水泵和过滤网。
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