CN209819965U - 冰水机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种冰水机，包括控制器、水泵、立式壳管冷凝器、第一储水装置、第二储水装置和第三储水装置，所述第一储水装置内存放有常温水，所述第一储水装置出水端和所述第二储水装置出水端分别通过第一三通阀与所述水泵进水端流体导通连接，所述水泵出水端与所述立式壳管冷凝器进水端流体导通连接，所述立式壳管冷凝器出水端与冰水消耗机构进水端流体导通连接，所述冰水消耗机构出水端通过第二三通阀分别与所述第二储水装置进水端和所述第三储水装置进水端流体导通连接。本实用新型可以根据从冰水消耗机构出水端流出的水的温度选择循环供水和单向供水，降低制备冰水环节的能耗，有利于降低企业生产的能耗和成本。

Description

冰水机

技术领域

本实用新型涉及冰水制备技术领域。具体地说是一种冰水机。

背景技术

冰水机是冷水机的另一种叫法，冰水机简单的讲是一种输出低温冷冻水的机器，输出冷水温度在3-35摄氏度之间可以调整。尽管目前的冰水机采用循环方式供应冰水，但当从冰水消耗机构出水端流出的水为温度高于常温的水时，相对于将常温水制成冰水而言，将从冰水消耗机构出水端流出的水再制成冰水消耗的电能会更多，进而会提高了企业生产的能耗和成本。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种冰水机，可以根据从冰水消耗机构出水端流出的水的温度选择循环供水和单向供水，降低制备冰水环节的能耗，有利于降低企业生产的能耗和成本。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

冰水机，包括控制器、水泵、立式壳管冷凝器、第一储水装置、第二储水装置和第三储水装置，所述第一储水装置内存放有常温水，所述第一储水装置出水端和所述第二储水装置出水端分别通过第一三通阀与所述水泵进水端流体导通连接，所述水泵出水端与所述立式壳管冷凝器进水端流体导通连接，所述立式壳管冷凝器出水端与冰水消耗机构进水端流体导通连接，所述冰水消耗机构出水端通过第二三通阀分别与所述第二储水装置进水端和所述第三储水装置进水端流体导通连接；所述冰水消耗机构进水端上和出水端上分别安装有温度传感器，所述冰水消耗机构出水端上安装有流速仪；所述水泵和所述立式壳管冷凝器分别与所述控制器电连接，所述控制器分别与所述温度传感器和所述流速仪通信连接；所述立式壳管冷凝器的蒸发部包括保温壳体、立式换热管、冰水输出管、液态冷媒输入管和气态冷媒输出管，所述立式换热管进水端设在所述保温壳体外侧且与所述水泵出水端流体导通连接，所述立式换热管出水端设置在所述保温壳体内且通过连接导管与所述冰水输出管进水端流体导通连接，所述冰水输出管进水端设置在所述保温壳体，所述冰水输出管出水端设置在所述保温壳体外侧且与所述冰水消耗机构进水端流体导通连接；所述液态冷媒输入管进液端与所述立式壳管冷凝器冷凝部的液态冷媒出液端流体导通连接，所述立式壳管冷凝器冷凝部的气态冷媒进气端与所述气态冷媒输出管出气端流体导通连接；在所述保温壳体内，所述立式换热管绕所述冰水输出管周向设置；所述立式换热管内径为d，所述冰水输出管内径为D，d＝0.05～0.2D。

上述冰水机，所述冰水输出管进水端为立式管；在所述冰水输出管进水端周向上设有大于或等于3个换热管组，所述换热管组包括大于或等于2个所述立式换热管；同一个所述换热管组内的所述立式换热管通过所述连接导管连接成几字形。

上述冰水机，所冰水输出管进水端安装有集水构件；所述立式换热管出水端通过所述连接导管与所述集水构件进水端流体导通连接，所述集水构件出水端与所述冰水输出管进水端流体导通连接。

上述冰水机，所述集水构件包括锥形筒和下端封端的柱形筒；与所述集水构件进水端连接的所述连接导管通过所述柱形筒筒壁上的导流孔与所述柱形筒内部空腔流体导通，所述柱形筒上端与所述锥形筒扩口端流体导通连接，所述锥形筒缩口端与所述冰水输出管进水端流体导通连接。

上述冰水机，所述集水构件设置在液态冷媒蒸发筒内，所述液态冷媒蒸发筒筒壁上沿所述液态冷媒蒸发筒轴向等间距设有溢液孔，在所述液态冷媒蒸发筒轴向上相邻的两个所述溢液孔中，上方的所述溢液孔孔径大于下方的所述溢液孔孔径；与所述集水构件进水端连接的所述连接导管的进水端穿过所述液态冷媒蒸发筒筒壁上的安装孔设置在所述液态冷媒蒸发筒内，与所述集水构件进水端连接的所述连接导管的进水端设置在所述液态冷媒蒸发筒外侧。

上述冰水机，所述集水构件底部与所述液态冷媒蒸发筒筒底上表面之间设有大于或等于1cm的间隙。

上述冰水机，所述液态冷媒输入管出液端设置在所述保温壳体内且所述液态冷媒输入管出液端管口设置在所述液态冷媒蒸发筒内。

上述冰水机，所述液态冷媒输入管出液端套在所述冰水输出管进水端上，所述液态冷媒输入管出液端管径为D₁，D₁≥1.5D。

上述冰水机，所述立式换热管管壁上设有锥状凸起，所述锥状凸起尖端朝向所述立式换热管中心轴设置。

上述冰水机，所述锥状凸起中心轴与所述立式换热管内壁之间的夹角为30～60°。

本实用新型的技术方案取得了如下有益的技术效果：

1.本实用新型利用将温度低于常温水的水和温度高于常温水的水分开存储，同时将温度低于常温水的水进行循环使用，不仅能够节省生产中水的消耗，同时还能降低生产过程中对高温设备降温时的能耗，并且还可以将高于常温水的水中热量用于对需要预热的原料进行预热，有利于降低企业生产的能耗和成本。

2.本实用新型采用笼状分布结构(即冰水输出管位于中心、立式换热管绕冰水输出管周向分布)有利于立式换热管内的水逐渐降温，而且当水温降至0℃后，立式换热管内的水仍可以持续降温，且进入冰水输出管进水端内的水的整体温度均匀性较好，避免贴近立式换热管管壁的水体的温度与立式换热管中轴附近的水体的温度相差较大。

3.本实用新型利用锥状凸起的尖端对立式换热管内形成的冰晶进行摩擦，有利于减少立式换热管内体积较大的冰块量，即减少立式换热管内大粒径冰晶的出现，避免冰晶团聚堵塞管道。

4.本实用新型利用液态冷媒输入管套在冰水输出管上可以使冰水输出管内水温快速下降，这样就可以以较快的速度制备出满足要求的冰水。

附图说明

图1为本实用新型冰水机的工作原理示意图

图2为本实用新型冰水机中立式壳管冷凝器蒸发部的结构示意图；

图3为本实用新型冰水机中立式壳管冷凝器的立式换热管、连接导管、液态冷媒蒸发筒、集水构件和冰水输出管装配图的结构示意图；

图4为图3中直管状立式换热管换成立式盘状换热管结构示意图；

图5为本实用新型冰水机中液态冷媒蒸发筒的结构示意图；

图6为本实用新型冰水机中立式换热管的结构示意图。

图中附图标记表示为：1-第一储水装置；2-第二储水装置；3-第三储水装置；4-水泵；5-立式壳管冷凝器，5-1-保温壳体，5-2-立式换热管，5-3-连接导管，5-4-冰水输出管，5-5-液态冷媒输入管，5-6-气态冷媒输出管，5-7-液态冷媒蒸发筒，5-8-溢液孔，5-9-集水构件，5-10-导流孔，5-11-支撑底座，5-12-安装孔，5-13-锥状凸起；6-控制器；7-冰水消耗机构；8-温度传感器；9-流速仪；10-第一三通阀；11-第二三通阀。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型冰水机，包括控制器6、水泵4、立式壳管冷凝器5、第一储水装置1、第二储水装置2和第三储水装置3，所述第一储水装置1内存放有常温水，所述第一储水装置1出水端和所述第二储水装置2出水端分别通过第一三通阀10与所述水泵4进水端流体导通连接，所述水泵4出水端与所述立式壳管冷凝器5进水端流体导通连接，所述立式壳管冷凝器5出水端与冰水消耗机构7进水端流体导通连接，所述冰水消耗机构7出水端通过第二三通阀11分别与所述第二储水装置2进水端和所述第三储水装置3进水端流体导通连接；所述冰水消耗机构7进水端上和出水端上分别安装有温度传感器8，所述冰水消耗机构7出水端上安装有流速仪9；所述水泵4和所述立式壳管冷凝器5分别与所述控制器6电连接，所述控制器6分别与所述温度传感器8和所述流速仪9通信连接。其中，利用所述流速仪9和所述温度传感器8为通过所述控制器6调整所述水泵4输出功率和所述立式壳管冷凝器5输出功率提供数据参考，且所述温度传感器8为调整所述第一三通阀10和所述第二三通阀11提供数据判断。

其中，如图2所示，所述立式壳管冷凝器5的蒸发部包括保温壳体5-1、立式换热管5-2、冰水输出管5-4、液态冷媒输入管5-5和气态冷媒输出管5-6，所述立式换热管5-2进水端设在所述保温壳体5-1外侧且与所述水泵4出水端流体导通连接，所述立式换热管5-2出水端设置在所述保温壳体5-1内且通过连接导管5-3与所述冰水输出管5-4进水端流体导通连接，所述冰水输出管5-4进水端设置在所述保温壳体5-1，所述冰水输出管5-4出水端设置在所述保温壳体5-1外侧且与所述冰水消耗机构7进水端流体导通连接；所述液态冷媒输入管5-5进液端与所述立式壳管冷凝器5冷凝部的液态冷媒出液端流体导通连接，所述立式壳管冷凝器5冷凝部的气态冷媒进气端与所述气态冷媒输出管5-6出气端流体导通连接；在所述保温壳体5-1内，所述立式换热管5-2绕所述冰水输出管5-4周向设置；所述立式换热管5-2内径为d，所述冰水输出管5-4内径为D，d＝0.1D。

为了在不增加所述保温壳体5-1容积的前提下，增加水在所述保温壳体5-1内部流经的管程，本实施例中，选用立式管作为所述冰水输出管5-4的进水端用管，且在所述冰水输出管5-4进水端周向上设有12个换热管组，如图2和图3所示，所述换热管组包括4个所述立式换热管5-2，其中，所述立式换热管5-2为直管；同一个所述换热管组内的所述立式换热管5-2通过所述连接导管5-3连接成几字形。而为了，进一步增加水在所述保温壳体5-1内部流经的管程，可将图2和图3中的直管更换为立式盘管，如图4所示。

而为了便于从多个所述立式换热管5-2出水端流出的冰水能够在充分混合后再经由所述冰水输出管5-4输出，本实施例中，如图2所示，在所冰水输出管5-4进水端安装有集水构件5-9，所述集水构件5-9包括锥形筒和下端封端的柱形筒；所述立式换热管5-2出水端通过所述连接导管5-3和所述柱形筒筒壁上的导流孔5-10与所述柱形筒内部空腔流体导通，所述柱形筒上端与所述锥形筒扩口端流体导通连接，所述锥形筒缩口端与所述冰水输出管5-4进水端流体导通连接。

为了利用温度更低的液态冷媒对经所述冰水输出管5-4流出的冰水进行降温，以便获取可吸收更多热量后温度变化较小的冰水，本实施例中，如图2所示，将所述集水构件5-9设置在液态冷媒蒸发筒5-7内，所述液态冷媒蒸发筒5-7通过支撑底座5-11安装在所述保温壳体5-1壳底内壁上，所述液态冷媒蒸发筒5-7筒壁上沿所述液态冷媒蒸发筒5-7轴向等间距设有溢液孔5-8，在所述液态冷媒蒸发筒5-7轴向上相邻的两个所述溢液孔5-8中，上方的所述溢液孔5-8孔径大于下方的所述溢液孔5-8孔径；与所述集水构件5-9进水端连接的所述连接导管5-3的进水端穿过所述液态冷媒蒸发筒5-7筒壁上的安装孔5-12设置在所述液态冷媒蒸发筒5-7内，与所述集水构件5-9进水端连接的所述连接导管5-3的进水端设置在所述液态冷媒蒸发筒5-7外侧。而为了扩大液态冷媒与所述集水构件5-9的接触面积，本实施中，所述集水构件5-9底部与所述液态冷媒蒸发5-7筒筒底上表面之间设有大于或等于1cm的间隙，且将所述液态冷媒输入管5-5出液端设置在所述保温壳体5-1内且所述液态冷媒输入管5-5出液端管口设置在所述液态冷媒蒸发筒5-7内。为了利用从所述液态冷媒输入管5-5流入所述保温壳体5-1内液态冷媒对所述冰水输出管5-4内，所述液态冷媒输入管5-5出液端套在所述冰水输出管5-4进水端上，所述液态冷媒输入管5-5出液端管径为D₁，D₁＝2D。其中，当所述液态冷媒蒸发筒5-7内积聚的液态冷媒较多的时候，且当所述液态冷媒蒸发筒5-7内液态冷媒液面超过所述溢液孔5-8时，液态冷媒经由所述溢液孔5-8从所述液态冷媒蒸发筒5-7内流出，而且随着所述液态冷媒蒸发筒5-7内液态冷媒液面的升高，供液态冷媒从所述液态冷媒蒸发筒5-7内流出的且位置靠上的所述溢液孔5-8孔径越来越大，从而可以避免所述液态冷媒蒸发筒5-7内积聚过多的液态冷媒。本实施例中，选用液氨作为液态冷媒使用。

由于冰水制备所用的水通常为工业用水，水内含有一定量的杂质，这些杂质在水凝结成冰的过程中充当了晶核，而为了防止冰水制备过程中冰晶的生长，同时使所述立式换热管5-2内水在流动过程中表层水和内部水发生流动，本实施例中，在所述立式换热管5-2管壁上设有锥状凸起5-13，所述锥状凸起5-13尖端朝向所述立式换热管5-2中心轴设置，而所述锥状凸起5-13中心轴与所述立式换热管5-2内壁之间的夹角为45°。

使用本实用新型时，先调整所述第一三通阀10使得所述第一储水装置1与所述水泵4之间的输水管路连通，且断开所述第二储水装置2与所述水泵4之间输水管路，同时调整所述第二三通阀11，使得所述第三储水装置3与所述冰水消耗机构7出水端之间输水管路连通，且断开述第二储水装置2与所述冰水消耗机构7之间输水管路，然后通过所述控制器6启动所述水泵4和所述立式壳管冷凝器5，同时利用所述控制器6控制所述水泵4的输出功率，并通过所述控制器6监控所述冰水消耗机构7进水端的水温和所述冰水消耗机构7出水端的水温，然后根据所述冰水消耗机构7进水端的水温调整所述立式壳管冷凝器5的输出功率，即调整所述立式壳管冷凝器5制冷功率，以使所述立式壳管冷凝器5在单位时间内能够使更多的水降温至0℃，而当所述冰水消耗机构7出水端的水温低于常温水时，则调整所述第二三通阀11，使得所述第二储水装置2与所述冰水消耗机构7出水端之间输水管路连通，且断开述第三储水装置3与所述冰水消耗机构7之间输水管路，当所述第二储水装置2内存有足够循环制备冰水使用的水量，则调整所述第一三通阀10，使得所述第二储水装置2与所述水泵4进水端之间输水管路连通，且断开述第一储水装置1与所水泵4进水端之间输水管路。存放在所述第三储水装置3中的热水可以用于原料的预热，而在从所述冰水消耗机构7出水端流出的水水温不满足循环使用的情况下利用常温水作为制备冰水的水源可以减少制备冰水时的能耗。

而在制备冰水过程中，当冰水中冰粒被冲到所述锥状凸起5-13的尖端上时，冰晶在受到所述锥状凸起5-13尖端的挤压下会发生融化，即冰晶会融化成水，这样可避免立式换热管5-2内冰晶团聚堵塞管道。而采用所述立式换热管5-2绕所述冰水输出管5-4设置的结构以及将所述液态冷媒输入管5-5套在所述冰水输出管5-4上，可以使所述保温壳体5-1内形成以所述冰水输出管5-4为中心由内向外温度递增区，从而可以使由所述立式换热管5-2进水端流向所述冰水输出管5-4出水端的水可以逐渐降温，避免所述立式换热管5-2内水体表层降温较快而内部降温较慢的情况出现，从而使从所述冰水输出管5-4出水端流出的水中冰晶分布较为均匀。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。

Claims (10)

1.冰水机，其特征在于，包括控制器(6)、水泵(4)、立式壳管冷凝器(5)、第一储水装置(1)、第二储水装置(2)和第三储水装置(3)，所述第一储水装置(1)内存放有常温水，所述第一储水装置(1)出水端和所述第二储水装置(2)出水端分别通过第一三通阀(10)与所述水泵(4)进水端流体导通连接，所述水泵(4)出水端与所述立式壳管冷凝器(5)进水端流体导通连接，所述立式壳管冷凝器(5)出水端与冰水消耗机构(7)进水端流体导通连接，所述冰水消耗机构(7)出水端通过第二三通阀(11)分别与所述第二储水装置(2)进水端和所述第三储水装置(3)进水端流体导通连接；所述冰水消耗机构(7)进水端上和出水端上分别安装有温度传感器(8)，所述冰水消耗机构(7)出水端上安装有流速仪(9)；所述水泵(4)和所述立式壳管冷凝器(5)分别与所述控制器(6)电连接，所述控制器(6)分别与所述温度传感器(8)和所述流速仪(9)通信连接；所述立式壳管冷凝器(5)的蒸发部包括保温壳体(5-1)、立式换热管(5-2)、冰水输出管(5-4)、液态冷媒输入管(5-5)和气态冷媒输出管(5-6)，所述立式换热管(5-2)进水端设在所述保温壳体(5-1)外侧且与所述水泵(4)出水端流体导通连接，所述立式换热管(5-2)出水端设置在所述保温壳体(5-1)内且通过连接导管(5-3)与所述冰水输出管(5-4)进水端流体导通连接，所述冰水输出管(5-4)进水端设置在所述保温壳体(5-1)，所述冰水输出管(5-4)出水端设置在所述保温壳体(5-1)外侧且与所述冰水消耗机构(7)进水端流体导通连接；所述液态冷媒输入管(5-5)进液端与所述立式壳管冷凝器(5)冷凝部的液态冷媒出液端流体导通连接，所述立式壳管冷凝器(5)冷凝部的气态冷媒进气端与所述气态冷媒输出管(5-6)出气端流体导通连接；在所述保温壳体(5-1)内，所述立式换热管(5-2)绕所述冰水输出管(5-4)周向设置；所述立式换热管(5-2)内径为d，所述冰水输出管(5-4)内径为D，d＝0.05～0.2D。

2.根据权利要求1所述的冰水机，其特征在于，所述冰水输出管(5-4)进水端为立式管；在所述冰水输出管(5-4)进水端周向上设有大于或等于3个换热管组，所述换热管组包括大于或等于2个所述立式换热管(5-2)；同一个所述换热管组内的所述立式换热管(5-2)通过所述连接导管(5-3)连接成几字形。

3.根据权利要求1所述的冰水机，其特征在于，所冰水输出管(5-4)进水端安装有集水构件(5-9)；所述立式换热管(5-2)出水端通过所述连接导管(5-3)与所述集水构件(5-9)进水端流体导通连接，所述集水构件(5-9)出水端与所述冰水输出管(5-4)进水端流体导通连接。

4.根据权利要求3所述的冰水机，其特征在于，所述集水构件(5-9)包括锥形筒和下端封端的柱形筒；与所述集水构件(5-9)进水端连接的所述连接导管(5-3)通过所述柱形筒筒壁上的导流孔(5-10)与所述柱形筒内部空腔流体导通，所述柱形筒上端与所述锥形筒扩口端流体导通连接，所述锥形筒缩口端与所述冰水输出管(5-4)进水端流体导通连接。

5.根据权利要求4所述的冰水机，其特征在于，所述集水构件(5-9)设置在液态冷媒蒸发筒(5-7)内，所述液态冷媒蒸发筒(5-7)筒壁上沿所述液态冷媒蒸发筒(5-7)轴向等间距设有溢液孔(5-8)，在所述液态冷媒蒸发筒(5-7)轴向上相邻的两个所述溢液孔(5-8)中，上方的所述溢液孔(5-8)孔径大于下方的所述溢液孔(5-8)孔径；与所述集水构件(5-9)进水端连接的所述连接导管(5-3)的进水端穿过所述液态冷媒蒸发筒(5-7)筒壁上的安装孔(5-12)设置在所述液态冷媒蒸发筒(5-7)内，与所述集水构件(5-9)进水端连接的所述连接导管(5-3)的进水端设置在所述液态冷媒蒸发筒(5-7)外侧。

6.根据权利要求5所述的冰水机，其特征在于，所述集水构件(5-9)底部与所述液态冷媒蒸发筒(5-7)筒底上表面之间设有大于或等于1cm的间隙。

7.根据权利要求6所述的冰水机，其特征在于，所述液态冷媒输入管(5-5)出液端设置在所述保温壳体(5-1)内且所述液态冷媒输入管(5-5)出液端管口设置在所述液态冷媒蒸发筒(5-7)内。

8.根据权利要求7所述的冰水机，其特征在于，所述液态冷媒输入管(5-5)出液端套在所述冰水输出管(5-4)进水端上，所述液态冷媒输入管(5-5)出液端管径为D₁，D₁≥1.5D。

9.根据权利要求1～8任一所述的冰水机，其特征在于，所述立式换热管(5-2)管壁上设有锥状凸起(5-13)，所述锥状凸起(5-13)尖端朝向所述立式换热管(5-2)中心轴设置。

10.根据权利要求9所述的冰水机，其特征在，所述锥状凸起(5-13)中心轴与所述立式换热管(5-2)内壁之间的夹角为30～60°。