CN212657923U - 冰浆制备系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及制冷技术领域，提供一种冰浆制备系统包括制冰系统，制冰系统包括冷却器、过冷解除器和浓冰器，所述冷却器的放热通路的入口用于通入冷水，所述冷却器的放热通路的出口与所述过冷解除器的入口连通，用于将过冷水排出至所述过冷解除器，所述过冷解除器的出口与所述浓冰器的冰浆通路连通，所述冰浆通路与所述浓冰器的冷水通路相连通以使所述冰浆通路内的冷水进入所述冷水通路。本实用新型提出的冰浆制备系统，利用过冷解除器与浓冰器配合制得高浓冰浆和冷水，浓冰器采用物理方法分离，结构简单，有助于简化制冰过程，降低设备成本。

Description

冰浆制备系统

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，尤其涉及冰浆制备系统。

背景技术

相关技术中，冰浆采用机械刮削或过冷水蓄存后混合搅拌的方法来制取。机械刮削通常利用刮刀、机械摆动或热力法获得片冰后再粉碎成细小冰晶，该方法的机械设备运行能耗较高。而过冷水蓄存方法制冰，得到的冰浆含冰率较低，不能直接作为冰浆使用，需将冰晶在蓄冰槽中储存，再利用机械搅拌等方式将冰水混合均匀，生成高浓度冰浆，冰浆制作过程复杂。另外，相关技术中的制冰方法，制冷剂与过冷水间接换热，使得制冷剂的冷量利用效率受到影响，且制冷系统的成本也会提高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种冰浆制备系统，利用过冷解除器与浓冰器配合，浓冰器采用物理方法分离得到高浓冰浆和冷水，结构简单，有助于简化制冰过程，降低设备成本。

根据本实用新型实施例的冰浆制备系统，包括：

制冰系统，包括冷却器、过冷解除器和浓冰器，所述冷却器的放热通路的入口用于通入冷水；所述冷却器的放热通路的出口所述过冷解除器的入口连通，用于将过冷水排出至所述过冷解除器；所述过冷解除器的出口与所述浓冰器的冰浆通路连通，所述冰浆通路与所述浓冰器的冷水通路相连通以使所述冰浆通路内的冷水进入所述冷水通路。

根据本实用新型的一个实施例，所述过冷解除器内连接有可转动的桨叶，以使通入所述过冷解除器的过冷水冲击所述桨叶转动，并且过冷水形成冰浆。

根据本实用新型的一个实施例，所述桨叶上连接有用于驱动所述桨叶转动的转动驱动器。

根据本实用新型的一个实施例，所述浓冰器包括壳体和设于所述壳体的过滤分隔件，所述过滤分隔件将所述壳体内分隔为所述冷水通路与所述冰浆通路。

根据本实用新型的一个实施例，所述过滤分隔件为网状结构、多孔板或多孔管中的至少一种。

根据本实用新型的一个实施例，所述制冰系统包括预热器，所述预热器的吸热通路连通所述冷却器的放热通路的入口与所述浓冰器的冷水通路，以使所述浓冰器的冷水通路的冷水预热到预设温度。

根据本实用新型的一个实施例，所述冷却器的放热通路的入口处连接有比例调节阀。

根据本实用新型的一个实施例，还包括制冷系统，所述制冷系统包括依次通过制冷剂管路连通的所述冷却器、压缩机、冷凝器以及节流装置，所述冷却器的吸热通路的两端分别连接所述压缩机与所述节流装置。

根据本实用新型的一个实施例，当所述制冰系统包括预热器，所述预热器的吸热通路连通所述冷却器的放热通路的入口与所述浓冰器的冷水通路，所述预热器的放热通路与所述冷凝器的吸热通路连通。

根据本实用新型的一个实施例，所述制冰系统包括温度传感器。

本实用新型实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

本实用新型实施例提供的冰浆制备系统，包括制冰系统，制冰系统包括冷却器、过冷解除器和浓冰器，冷水进入冷却器的放热通路，冷水放热降温后形成过冷水，过冷水流出冷却器并进入过冷解除器，过冷水在过冷解除器内解除过冷状态，并形成冰浆，过冷解除器内形成的冰浆浓度较低，称之为低浓冰浆。低浓冰浆通过过冷解除器的出口通入浓冰器的冰浆通路的入口，在冰浆通路内流动的过程中，低浓冰浆中的冷水渗出到冷水通路，冰浆通路内的冰浆浓度逐渐升高，称之为高浓冰浆，即冰浆通路的出口排出高浓冰浆。本实施例，可直接产生高浓流态冰浆，制冰系统的结构简单，有助于降低制冰成本以及降低制冰设备的投入。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的冰浆制备系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的冰浆制备系统的浓冰器的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的冰浆制备系统的过冷解除器的结构示意图。

附图标记：

1：储液罐；2：干燥过滤器；3：节流装置；4：浓冰器；5：调节阀；6：冷水箱；7：水泵；8：冰浆泵；9：桨叶；10：过冷解除器；11：预热器；12：比例调节阀；13：冷却器；14：汽液分离器；15：压缩机；16：冷凝器；17：冰浆通路的出口；18：筒体上封板；19：壳体；20：冷水通路的出口；21：筒体下封板；22：冰浆通路的入口；23：罐体；24：自旋轴；25：过冷解除器的出口；26：过冷解除器的入口；27：透视镜；28：通断阀；29：过滤分隔件；

图1中，T表示温度传感器；FM表示流量计；P表示压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本实用新型的一个实施例，结合图1至图3所示，提供一种冰浆制备系统，包括制冰系统，制冰系统包括冷却器13、过冷解除器10和浓冰器4，冷却器13的放热通路的入口用于通入冷水，冷却器13的放热通路的出口用于排出过冷水并与过冷解除器的入口26连通，过冷解除器的出口25与浓冰器4的冰浆通路连通，冰浆通路与浓冰器4的冷水通路相连通以使冰浆通路内的冷水进入冷水通路。

冷却器13的放热通路、过冷解除器10和浓冰器4的冰浆通路依次连接，冷水(温度高于0℃)进入冷却器13的放热通路，冷水放热降温后形成过冷水，过冷水流出冷却器13并进入过冷解除器10，过冷水在过冷解除器10内解除过冷状态，并形成冰浆，过冷解除器10内形成的冰浆浓度较低，称之为低浓冰浆。低浓冰浆通过过冷解除器的出口25通入浓冰器4的冰浆通路的入口22，在冰浆通路内流动的过程中，低浓冰浆中的冷水渗出到冷水通路，冰浆通路内的冰浆浓度逐渐升高，称之为高浓冰浆，即冰浆通路的出口17排出高浓冰浆。

本实施例中，过冷水经过冷解除器10消除过冷后产生低浓冰浆，再经浓冰器4浓缩生成高浓冰浆，提供一种可直接产生高浓流态冰浆的动态制冰系统，制冰系统的结构简单，有助于降低制冰成本以及降低制冰设备的投入。

相对于采用机械刮削或在蓄冷槽内进行搅拌解除过冷形成冰浆的方式，本实施例中，设置过冷解除器10和浓冰器4，有助于提升浓冰器4排出的高浓冰浆中冰晶的浓度，使得冰浆制备系统应用范围更广。

其中，本实施例以及下述实施例中，放热通路是指流体在放热通路中放热降温；吸热通路是指流体在吸热通路中吸热升温。冷却器以及下述实施例中的预热器、冷凝器均包括相互换热的放热通路和吸热通路。低浓冰浆与高浓冰浆为相对概念，高浓冰浆的冰晶浓度高于低浓冰浆的冰晶浓度，一般不限定高浓冰浆与低浓冰浆的冰晶浓度。

一般情况下，过冷解除器的出口25排出的低浓冰浆中冰晶浓度为2-3％，浓冰器4排出的高浓冰浆的冰晶浓度提高到15％以上，上述的冰晶浓度可以理解为质量浓度，即冰晶的质量占冰浆流体总质量的比例。

其中，冷水通路可与冷却器13的放热通路的入口连通，使得冷水通路的冷水可再次输送至冷却器13，重复上述过程，进行下一次的冰浆制备，充分利用冷水通路中冷水的冷量。

其中，用于连通过冷解除器10与浓冰器4的管路上设置冰浆泵8，通过冰浆泵8将过冷解除器10内的低浓冰浆输送至浓冰器4的冰浆通路内，提升了冰浆的输送效率。

在一个实施例中，结合图1和图3所示，过冷解除器10内连接有可转动的桨叶9，以使通入过冷解除器10的过冷水冲击到桨叶9并形成冰浆，通过碰撞解除过冷水的过冷状态，并使过冷水形成冰晶，而桨叶9在水流冲击下旋转，混合冰晶和水形成低浓冰浆。

其中，桨叶9可以转动连接于过冷解除器10的罐体23，桨叶9可以在过冷水的冲击力作用下相对于罐体23自转，无需动力驱动，能耗小。罐体23内转动连接有自旋轴24，桨叶9与自旋轴24相固定，桨叶9在过冷水的冲击下带动自旋轴24在罐体23内转动，以便在桨叶9上形成的冰晶与罐体23内的水接触混合而脱离桨叶9，避免桨叶9上冰晶堆积而影响设备运行。桨叶9与自旋轴24可以一体成型或可拆卸连接。

本实施例中，桨叶9为运动部件，过冷水冲击到桨叶9上，桨叶9转动而带动其上的冰与罐体23内的水混合，相对于采用超声波解除过冷水的过冷状态结构更加简单，相对于采用冲击到固定结构(如罐体23的壁面)上进行过冷水的过冷状态解除，避免了固定结构上冰晶的堆积，有助于冰与水混合而形成冰浆。

在另一个实施例中，桨叶9上连接有用于驱动桨叶9转动的转动驱动器(图中未示意)，转动驱动器驱动桨叶9规律转动，保证桨叶9与过冷水充分且均匀接触，也有助于提升过冷水的过冷解除效果。其中，转动驱动器可以为电机。

在一个实施例中，结合图1和图2所示，浓冰器4包括壳体19和设于壳体19的过滤分隔件29，过滤分隔件29将壳体19内分隔为冷水通路与冰浆通路，且冷水通路与冰浆通路通过过滤分隔件29连通。冰浆通路内的冷水通过过滤分隔件29渗出到冷水通路内，实现冰浆的浓缩以及冷水的物理分离，且结构简单，有助于提升设备运行稳定性。

在一个实施例中，过滤分隔件29为网状结构、多孔板或多孔管中的至少一种。过滤分隔件29的结构形式多样，可根据需要选择。

其中，过滤分隔件29可以为片状结构或筒状结构。当过滤分隔件29为片状结构，如板状的丝网、多孔板，此时，浓冰器4内通过过滤分隔件29分隔为左右或上下或前后两部分区域。当过滤分隔件29为筒状结构，如网状结构围成的筒或多孔管，此时，浓冰器4内通过过滤分隔件29分隔为内外两部分区域，参考图2所示，冰浆通路位于冷水通路的内部，冷水的渗出面积大，有助于冰晶与冷水分离。

当然，过滤分隔件29的结构不限于上述形式，还可以为其他能够实现冷水与冰晶物理分离的结构。

结合图2所示，壳体19为圆筒状结构，壳体19的两端连接有筒体上封板18和筒体下封板21，壳体19的上端设置冰浆通路的出口17，壳体19的下端设置冰浆通路的入口22，壳体19的侧壁上开设冷水通路的出口20，壳体19内设置圆筒状的过滤分隔件29，过滤分隔件29选用丝网。

在一个实施例中，结合图1所示，制冰系统还包括预热器11，预热器11的吸热通路连通冷却器13的放热通路的入口与浓冰器4的冷水通路的出口20，以使浓冰器4的冷水通路的冷水预热到预设温度再进入冷却器13。

其中，预设温度高于0℃，预设温度可以为0.1～1℃，既能保证进入冷却器13的冷水中不携带冰晶，保证冷水在冷却器13内形成过冷水而不会形成冰浆，预设温度不宜太高，还有助于节省冷却器13的冷量，以充分利用热量和冷量。

结合图1所示，制冰系统中设置温度传感器T，冷却器13的放热通路入口端和出口端分别设置第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器用于测量进入冷却器13的放热通路的冷水的温度，第二温度传感器用于测量流出冷却器13的放热通路的过冷水的温度，以便准确监控冷却器13的放热通路的换热效果。

在一个实施例中，冷却器13的放热通路的入口处连接有比例调节阀12。通过比例调节阀12的开度调节，来调节进入冷却器13的冷水流量，用来保证过冷水在合适过冷度稳定产生冰浆。其中，比例调节阀12为电动比例调节阀，方便控制且自动化程度高。

在一个实施例中，制冰系统包括冷水箱6，冷水箱6与浓冰器4的冷水通路的出口20连通，以使浓冰器4的冷水通路的出口20排出的冷水储存在冷水箱6内。冷水箱6的出口与预热器11的吸热通路连通，冷水箱6的冷水经预热器11预热后送入冷却器13并形成过冷水。其中，冷水箱6的出口与预热器11的吸热通路之间设有水泵7，以将冷水箱6内的冷水送入预热器11的吸热通路。冷水箱6的出口设有通断阀28，当制冰系统启动或停机时，通断阀28控制冷水供应的通断。

冷水箱6的出口可设置温度传感器，以测量冷水箱6流出的冷水的温度，进而可根据需要调节预热器11的供热量。

在一个具体实施例中，制冰系统包括预热器11、冷却器13、过冷解除器10、冰浆泵8、浓冰器4、冷水箱6以及水泵7，冷水箱6内的水由水泵7首先送至预热器11，预热冷水至合适的预热温度以消除冷水中的冰晶，后经比例调节阀12控制流量，然后将预热后的冷水送入冷却器13，冷水在冷却器13内水温下降变为过冷水，过冷水进入冷解除器后冲击自旋的桨叶9以通过碰撞解除过冷状态，产生细小冰晶，在过冷水的冲击下，桨叶9旋转混合冰晶和水，生成的低浓冰浆被冰浆泵8送入浓冰器4，实现冰晶和水的分离，形成高浓冰浆，过滤出的冷水经调节阀5回流至冷水箱6备用。

本实施例，将冰晶和冷水分离产生高浓冰浆，冰浆浓度的调节可通过控制冷水流量来实现。其中，浓冰器4采用物理过滤的方法，将冰晶和冷水分离生成高浓冰浆，结构简单，分离效果更好。

本实施例的制冰系统中，还包括流量计FM，流量计FM用于测量管路内冷水的流量，流量计FM的位置可以为浓冰器4的冷水通路出口、比例调节阀12所在位置对应的管路或者预热器11的吸热通路的出口等。

在一个实施例中，冰浆制备系统还包括制冷系统，制冷系统包括依次连通的冷却器13、压缩机15、冷凝器16以及节流装置3，冷却器13的吸热通路的两端分别连接压缩机15与节流装置3以通入制冷剂。冷却器13作为制冷系统中的蒸发器，冷却器13的吸热通路通入制冷剂，制冷剂与冷水在冷却器13内直接换热，无需通过中间介质进行二次传热，有助于提升制冷剂中携带冷量的利用率。

其中，节流装置3可以为膨胀阀或毛细管。冷凝器16可以为管翅换热器。

制冷系统中，高温高压的制冷剂由压缩机15排出，进入冷凝器16内散热(向环境空气散热或向其他系统供热)后变为饱和液体，经节流装置3后，饱和液体的制冷剂成为低压低温的汽液混合物，而后进入冷却器13的吸热通路与冷水交换冷量，制冷剂完全蒸发后吸入压缩机15内，制冷系统的结构简单，可充分利用制冷剂的冷量和热量。

其中，制冰系统运行期间，环境温度的变化会影响制冷系统输出的冷量，冷量的变化会影响过冷水的过冷度。为保证过冷水在合适过冷度T1的前提下稳定运行，根据过冷度T1的变化，通过比例调节阀12来调节过冷水流量，从而适应不同环境温度中稳定的制冰需要。

在一个实施例中，当制冰系统包括预热器11，预热器11的放热通路与冷凝器16的吸热通路连通，也就是冷凝器16散出的热量供应到预热器11的放热通路，预热器11无需额外的热量供应，制冰系统充分利用制冷系统的冷量和热量。

当然，预热器11的热源还可以为外部其他热源，可根据冷水温度、流量自动调节供热量，以保持进入冷却器13的放热通路的冷水温度。

在一个实施例中，压缩机15的制冷剂入口处设置汽液分离器14，以保证制冷剂以气态进入压缩机15。冷凝器16的制冷剂出口处设置储液罐1，储液罐1的出口设置干燥过滤器2，在制冷系统运行前，需排出制冷系统中的空气及水汽，但水汽难以通过真空泵抽出，设置干燥过滤器2以去除制冷系统的管路中的水气，提升制冷系统的稳定性。制冷系统的管路上还设置透视镜27，以观察制冷系统的管路内制冷剂的流动状态。制冷系统的管路上还设置压力传感器P，以监测制冷系统中制冷器的压力。

上述实施例中的冰浆制备系统，减少制冷剂二次换热，制冷系统的蒸发温度得到提高，提升制冰效率；利用浓冰器4将过冷水制冰法产生的低浓冰浆浓缩成高浓冰浆直接使用，简化传统混合搅拌获得冰浆的方法，从而达到了降低制冰成本和设备成本的目的。

本实用新型的另一个实施例中，还提供一种冰浆制备方法，包括：冷水在冷却器内形成过冷水；过冷水冲击到运动部件上，以解除过冷水的过冷状态并形成低浓冰浆；低浓冰浆通过过滤分离形成高浓冰浆和冷水，冷水预热到预设温度后，再次流入冷却器进行制冰。

过冷水通过冲击到运动部件上形成冰晶，运动部件运动过程中，使冰晶与水混合接触，使得运动部件上的冰晶脱离运动部件，冰晶与水混合形成低浓冰浆，运动部件可继续运动再次结成冰晶。

低浓冰浆通过物理方法过滤分离后得到高浓冰浆，得到高浓冰浆的过程简单，方便高浓冰浆直接利用。其中，低浓冰浆分离得到的冷水可以继续循环利用，经过预热去除冷水中的冰晶后再次进入冷却器，冷水循环利用，且保证冷水不会在冷却器内结成冰晶。

本实施例的冰浆制备方法，可以采用上述实施例的冰浆制备系统进行实施。结合图1至图3所示，当上述实施例的冰浆制备系统执行本实施例的冰浆制备方法，具有上述实施例的全部有益效果，此处不再赘述。

本实施例提供一种可直接制取高浓流态冰浆的方法，有助于提高制冰效率，以及降低制冰成本。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种冰浆制备系统，其特征在于，包括：

制冰系统，包括冷却器、过冷解除器和浓冰器，所述冷却器的放热通路的入口用于通入冷水；所述冷却器的放热通路的出口与所述过冷解除器的入口连通，用于将过冷水排出至所述过冷解除器；所述过冷解除器的出口与所述浓冰器的冰浆通路连通，所述冰浆通路与所述浓冰器的冷水通路相连通以使所述冰浆通路内的冷水进入所述冷水通路。

2.根据权利要求1所述的冰浆制备系统，其特征在于，所述过冷解除器内连接有可转动的桨叶，通过通入所述过冷解除器的过冷水冲击所述桨叶转动。

3.根据权利要求2所述的冰浆制备系统，其特征在于，所述桨叶上连接有用于驱动所述桨叶转动的转动驱动器。

4.根据权利要求1所述的冰浆制备系统，其特征在于，所述浓冰器包括壳体和设于所述壳体的过滤分隔件，所述过滤分隔件将所述壳体内分隔为所述冷水通路与所述冰浆通路。

5.根据权利要求4所述的冰浆制备系统，其特征在于，所述过滤分隔件为网状结构、多孔板或多孔管中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的冰浆制备系统，其特征在于，所述制冰系统包括预热器，所述预热器的吸热通路连通所述冷却器的放热通路的入口与所述浓冰器的冷水通路，以使所述浓冰器的冷水通路的冷水预热到预设温度。

7.根据权利要求1所述的冰浆制备系统，其特征在于，所述冷却器的放热通路的入口处连接有比例调节阀。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的冰浆制备系统，其特征在于，还包括制冷系统，所述制冷系统包括依次通过制冷剂管路连通的所述冷却器、压缩机、冷凝器以及节流装置，所述冷却器的吸热通路的两端分别连接所述压缩机与所述节流装置。

9.根据权利要求8所述的冰浆制备系统，其特征在于，当所述制冰系统包括预热器，所述预热器的吸热通路连通所述冷却器的放热通路的入口与所述浓冰器的冷水通路，所述预热器的放热通路与所述冷凝器的吸热通路连通。

10.根据权利要求1至7中任意一项所述的冰浆制备系统，其特征在于，所述制冰系统包括温度传感器。

Images