CN1818505B - 动态制冰系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动态制冰系统。它由制冷系统和制冰系统两部分组成，制冷系统依次连接有压缩机、冷凝器、贮液器、过滤器、膨胀阀、蒸发器、汽液分离器，制冰系统依次连接有增压泵、制冰器、蓄冰槽、蒸发器，制冰器与蓄冰槽之间设有节流阀，在制冰器里装有反渗透半透膜，在蓄冰槽里装有过滤网。本发明中制取的冰是以冰泥的形式存在的，其优点是冷量释放快、易于输送。传统的制取冰泥的方法是让水在换热器里过冷，然后再让过冷水瞬间解除过冷状态，该方法为避免过冷水在换热器表面上结冰，需要对换热器表面进行特殊处理。本发明则使用传统换热器即可，不需要对换热器作任何处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种动态制冰系统。
背景技术
随着中央空调的广泛使用和电力负荷的不断增加，蓄冰式空调系统的应用日益普及。在蓄冰式空调系统中，制冷机夜间运转，将水制成冰并存储起来，在白天空调负荷较大时，再将冰融化以获得冷量。对用户而言，蓄冰式空调系统并不节能，但对电网及发电企业这种系统能有效地将高峰电力需求转移至电力需求低谷期，使电网及发电机组能够更加高效安全运行，因而不少国家采取峰谷电价差的方法来推广蓄冰式空调系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种动态制冰系统。
它由制冷系统和制冰系统两部分组成，制冷系统依次连接有压缩机、冷凝器、贮液器、过滤器、膨胀阀、蒸发器、汽液分离器，制冰系统依次连接有增压泵、制冰器、蓄冰槽、蒸发器，制冰器与蒸发器之间设有节流阀，在制冰器里装有反渗透半透膜，在蓄冰槽里装有过滤网。
所述制冷系统的蒸发温度在-10℃以下。制冰系统中的工质凝固点低于制冷系统的蒸发温度。
本发明中制取的冰是以冰泥的形式存在的，其优点是冷量释放快、易于输送。传统的制取冰泥的方法是让水在换热器里过冷，然后再让过冷水瞬间解除过冷状态，该方法为避免过冷水在换热器表面上结冰，需要对换热器表面进行特殊处理。本发明则使用传统换热器即可，不需要对换热器作任何处理。
附图说明
图1是动态制冰系统流程图；
图2是动态制冰系统应用例。
具体实施方式
本发明动态制冰系统由制冷系统和制冰系统两部分组成。其中，制冷系统由压缩机、冷凝器、贮液器、过滤器、膨胀阀、蒸发器、汽液分离器等常见部件组成，制冷系统的蒸发温度要求能达到-10℃以下。在制冷系统中循环的是制冷剂(如R22)。制冷剂气体在压缩机里被压缩后进入冷凝器，在此冷凝成液体，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，低压气体经汽液分离器分离未蒸发液体后进入压缩机，完成循环。制冰系统由增压泵、制冰器、蓄冰槽、节流阀等部件组成。在制冰系统里循环的是一定浓度ξ0的溶液，这里对浓度ξ0的要求是，该溶液在制冷系统的蒸发器中被冷却时不会结冰。浓度太低，溶液会在蒸发器的传热表面上结冰。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。溶液中溶质的种类与反渗透膜有关，要求反渗透膜能够有效地阻挡溶质分子的通过，从而能将浓度ξ0的溶液分离成浓度为ξl的稀溶液和浓度为ξh的浓溶液。
制冰系统运行原理如下：浓度为ξ0的溶液在蒸发器里被冷却至0℃以下的某个温度T0，然后该溶液通过增压泵提升至某一压力，该压力应保证有一定流量的溶液通过反渗透膜。由于反渗透膜的特性，通过膜的这部分溶液为浓度ξl的稀溶液，该稀溶液的温度仍保持在T0。由于T0低于稀溶液的冰点，稀溶液进入蓄冰槽后，将会出现结冰现象，冰晶从稀溶液里析出，稀溶液的浓度提高，温度也同时提高。放置在蓄冰槽里的过滤网能起到阻挡大部分冰晶通过的作用。未通过反渗透膜的那部分溶液溶质被浓缩，变成浓度为ξh的浓溶液，该高压溶液经过节流阀降低压力后，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，都有部分水变成冰，如果不向蓄冰槽里补充水，循环的溶液的浓度将逐渐提高。
实施例：
作为例子，可以看一个如图2所示的简单的蓄冰空调系统。该系统的制冷部分有两个蒸发器和两个膨胀阀，其中蒸发器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℃。在白天空调负荷的平常时段，制冷系统按空调工况运行，为空调用户提供冷水；在白天空调负荷的高峰时段，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％。该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。通过反渗透膜的那股溶液的浓度为10％，其冰点为-3.7℃。该稀溶液的约2.2％在蓄冰槽里结冰，温度上升至-3.7℃左右，浓度也略有上升。通过节流阀的那股溶液的浓度为30％。如果最终蓄冰量占总的水溶液体积(包括管道、蓄冰槽)的10％，则制冰终了时系统的运行情况如下：进入蒸发器的溶液浓度为28％，该溶液被冷却至-5.5℃，经增压后通过反渗透膜的那股溶液的浓度为10％，通过节流阀的那股溶液的浓度为33％。
Claims (3)
1.一种动态制冰系统，其特征在于它由制冷系统和制冰系统两部分组成，制冷系统依次连接有压缩机、冷凝器、贮液器、过滤器、膨胀阀、蒸发器、汽液分离器，制冰系统依次连接有增压泵、制冰器、蓄冰槽、蒸发器，制冰器与蒸发器之间设有节流阀，在制冰器里装有反渗透半透膜，在蓄冰槽里装有过滤网。
2.根据权利要求1所述的一种动态制冰系统，其特征在于所述制冷系统的蒸发温度在-10℃以下。
3.根据权利要求1所述的一种动态制冰系统，其特征在于所述的制冰系统中的工质凝固点低于制冷系统的蒸发温度。
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