CN216953665U - 固定空间内增强冰融化换热效果的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种固定空间内增强冰融化换热效果的装置，该固定空间内增强冰融化换热效果的装置包括：水箱，水箱具有容纳腔，容纳腔内存储有设定高度的液态水；注冰口盖，注冰口盖设置在水箱上，注冰口盖用于向水箱中添加冰块；喷水管组件，喷水管组件设置在水箱内，喷水管组件用于向水箱内的冰水混合物以及水箱的壁面喷淋液体水；出水管，出水管的一端与水箱连接，出水管的另一端与热源连接；回水管，回水管的一端与热源连接，另一端与喷水管组件连接。应用本实用新型的技术方案，以解决现有技术中利用冰蓄冷技术降温冷却的冷却速率不可调控且冷量利用率低的技术问题。

Description

固定空间内增强冰融化换热效果的装置

技术领域

本实用新型涉及冰融化换热技术领域，尤其涉及一种固定空间内增强冰融化换热效果的装置。

背景技术

现有生活和工业生产中，用冰蓄冷对特定空间和设备进行降温冷却的方式很多，在没有可利用的低温介质作为冷源时，需要提前制备和储存低温蓄冷工质，使热负荷空间或者设备能够在一定时间内维持相对低温的环境。

现有利用冰蓄冷技术进行制冷或者保温的方法基本原理就是在需要降温冷却的物体周围或者空间内提前放置冰块，可以对物体或者空间内空气维持一定时间的低温状态。

然而，现有的冰蓄冷技术都是依靠空气与冰自然对流或者导热的形式被动降温的方式，仅适用于固定静止的空间或者物体，被降温冷却的物体与冰直接接触或者通过导热良好的热导体接触，很难实现被降温物体与冰的分离，同时热量的传递速率和冰的融化速率不可控，很难实现小范围内的温度控制，冰在融化换热过程中不同接触面位置融化速率不一致，与容器壁面接触的冰容易粘连，导致冷量的浪费。

实用新型内容

本实用新型提供了一种固定空间内增强冰融化换热效果的装置，能够解决现有技术中利用冰蓄冷技术降温冷却的冷却速率不可调控且冷量利用率低的技术问题。

本实用新型提供了一种固定空间内增强冰融化换热效果的装置，固定空间内增强冰融化换热效果的装置包括：水箱，水箱具有容纳腔，容纳腔内存储有设定高度的液态水；注冰口盖，注冰口盖设置在水箱上，注冰口盖用于向水箱中添加冰块；喷水管组件，喷水管组件设置在水箱内，喷水管组件用于向水箱内的冰水混合物以及水箱的壁面喷淋液体水；出水管，出水管的一端与水箱连接，出水管的另一端与热源连接；回水管，回水管的一端与热源连接，另一端与喷水管组件连接。

进一步地，喷水管组件包括首尾相连的第一喷水管、第二喷水管、第三喷水管和第四喷水管，第一喷水管、第二喷水管、第三喷水管和第四喷水管围绕水箱的周缘设置。

进一步地，任一喷水管均具有多个第一喷水孔和多个第二喷水孔，多个第一喷水孔正对水箱的侧壁设置，多个第二喷水孔与多个第一喷水孔一一相对设置。

进一步地，固定空间内增强冰融化换热效果的装置还包括多个固定件，多个固定件用于将喷水管组件固定设置在水箱内。

进一步地，固定空间内增强冰融化换热效果的装置还包括镂空隔板，镂空隔板设置在水箱的容纳腔内且与水箱的内壁面连接。

进一步地，固定空间内增强冰融化换热效果的装置还包括过滤单元，过滤单元与出水管连接。

进一步地，固定空间内增强冰融化换热效果的装置还包括动力泵，动力泵用于将热源中吸热后的液态水通过回水管送回至喷水管组件。

进一步地，固定空间内增强冰融化换热效果的装置还包括温度传感单元，温度传感单元设置在水箱内，温度传感单元用于检测水箱内液态水的温度。

应用本实用新型的技术方案，提供了一种固定空间内增强冰融化换热效果的装置，该装置通过设置喷水管组件，喷水管组件喷射液态水，增大回水与冰表面接触面积，进而可以增强冰融化换热效果，对被降温空间的冷却速率进行适当调控，避免冰在融化过程中的不均匀性以及与容器壁面粘连的现象，提高冰冷量的利用率，同时使冷却水温度变化波动更小；在对热源进行降温冷却后，温度升高的冷却水重新回到喷水管组件中，通过喷水管组件喷淋至水箱内冰块表面上，从而实现冰融化换热的目的，不断循环，提高了装置散热效率；通过与冷水混合使用，可以实现对不同空间内的物体进行降温冷却，冰与被冷却对象不需要紧密接触，扩大现有冰蓄冷技术的应用范围。因此，本实用新型所提供的固定空间内增强冰融化换热效果的装置与现有技术相比，能够对被降温空间的冷却速率进行适当调控，提高了冰冷量的利用率。

附图说明

所包括的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本实用新型的实施例，并与文字描述一起来阐释本实用新型的原理。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示出了根据本实用新型的具体实施例提供的固定空间内增强冰融化换热效果的装置的简化结构示意框图；

图2示出了根据本实用新型的具体实施例提供的固定空间内增强冰融化换热效果的装置对热源进行散热的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、水箱；10a、容纳腔；20、注冰口盖；30、喷水管组件；31、第一喷水管；32、第二喷水管；33、第三喷水管；34、第四喷水管；40、出水管；50、回水管；60、固定件；70、镂空隔板；80、过滤单元；90、动力泵。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1和图2所示，根据本实用新型的具体实施例提供了一种固定空间内增强冰融化换热效果的装置，该固定空间内增强冰融化换热效果的装置包括水箱10、注冰口盖20、喷水管组件30、出水管40和回水管50，水箱10具有容纳腔10a，容纳腔10a内存储有设定高度的液态水，注冰口盖20设置在水箱10上，注冰口盖20用于向水箱10中添加冰块，喷水管组件30设置在水箱10内，喷水管组件30用于向水箱10内的冰水混合物以及水箱10的壁面喷淋液体水，出水管40的一端与水箱10连接，出水管40的另一端与热源连接，回水管50的一端与热源连接，另一端与喷水管组件30连接。

应用此种配置方式，提供了一种固定空间内增强冰融化换热效果的装置，该装置通过设置喷水管组件，喷水管组件喷射液态水，增大回水与冰表面接触面积，进而可以增强冰融化换热效果，对被降温空间的冷却速率进行适当调控，避免冰在融化过程中的不均匀性以及与容器壁面粘连的现象，提高冰冷量的利用率，同时使冷却水温度变化波动更小；在对热源进行降温冷却后，温度升高的冷却水重新回到喷水管组件中，通过喷水管组件喷淋至水箱内冰块表面上，从而实现冰融化换热的目的，不断循环，提高了装置散热效率；通过与冷水混合使用，可以实现对不同空间内的物体进行降温冷却，冰与被冷却对象不需要紧密接触，扩大现有冰蓄冷技术的应用范围。因此，本实用新型所提供的固定空间内增强冰融化换热效果的装置与现有技术相比，能够对被降温空间的冷却速率进行适当调控，提高了冰冷量的利用率。

进一步地，在本实用新型中，为了实现喷水均匀性，进而增大回水与冰表面接触面积，可将喷水管组件30配置为包括首尾相连的第一喷水管31、第二喷水管32、第三喷水管33和第四喷水管34，第一喷水管31、第二喷水管32、第三喷水管33和第四喷水管34围绕水箱10的周缘设置。

此外，如图1所示，喷水管组件为笛孔管式结构，任一喷水管均具有多个第一喷水孔和多个第二喷水孔，多个第一喷水孔正对水箱10的侧壁设置，多个第二喷水孔与多个第一喷水孔一一相对设置。

进一步地，在本实用新型中，为了实现喷水管组件在水箱内的固定，固定空间内增强冰融化换热效果的装置还包括多个固定件60，多个固定件60用于将喷水管组件30固定设置在水箱10内。

此外，在本实用新型中，为了防止加冰过程中冰对水箱底部和相关设备的撞击，同时又不会影响冰与水的接触融化换热，固定空间内增强冰融化换热效果的装置还包括镂空隔板70，镂空隔板70设置在水箱10的容纳腔10a内且与水箱10的内壁面连接。

进一步地，在本实用新型中，为了防止水箱流出的冷却水中含有较大尺寸的冰块阻塞管路，可将固定空间内增强冰融化换热效果的装置配置为还包括过滤单元80，过滤单元80与出水管40连接。作为本实用新型的一个具体实施例，过滤单元80包括过滤网。

在本实用新型中，为了能够提高液态水循环效率，固定空间内增强冰融化换热效果的装置还包括动力泵90，动力泵90用于将热源中吸热后的液态水通过回水管50送回至喷水管组件30。

进一步地，在本实用新型中，为了能够在水温升高到热源体冷却水降温需求的最高温度时能够及时进行冷却水的更换，可将固定空间内增强冰融化换热效果的装置配置为还包括温度传感单元，温度传感单元设置在水箱10内，温度传感单元用于检测水箱10内液态水的温度。

为了对本实用新型有进一步地了解，下面结合图1和图2对本实用新型所提供的固定空间内增强冰融化换热效果的装置进行详细说明。

如图1和图2所示，根据本实用新型的具体实施例提供了一种固定空间内增强冰融化换热效果的装置，该装置包括水箱10、注冰口盖20、喷水管组件30、出水管40、回水管50、固定件60、镂空隔板70、过滤单元80、动力泵90和温度传感单元，将冰水混合物储存在水箱10内，水箱10顶部留有加注冰的注冰口盖20，注冰口盖20可以通过螺栓和孔与水箱进行连接或者可根据实际使用要求自行设计；喷水管组件30设置在水箱10顶部，通过固定件60进行固定。喷水管组件30设计成笛孔管式结构，即靠近水箱侧壁和对侧分别开有小孔，降温冷却后循环的回水通过这些小孔喷淋至水箱内的冰水混合物上，增加回水与冰的换热面积，同时可以防止水箱上层的冰在融化过程中与水箱壁面粘连，从而实现增强冰融化换热的功能。

为保证水箱10内冷却水与外界热源换热的流动性，应用之初水箱内部应有一定的液态水，至少到镂空隔板70的位置，具体设计高度可根据实际应用场景进行调节设计，镂空隔板70可以有效防止加冰过程中冰对水箱底部和相关设备的撞击，同时又不会影响冰与水的接触融化换热。出水管40加装过滤单元80，防止流出的冷却水中含有较大尺寸的冰块，阻塞管路或者动力泵，在本实施例中，采用过滤网作为过滤单元80。

如图2所示，在本实施例中，某热源体需利用冷却水进行散热降温，如果单纯依靠冷水循环进行降温，仅仅利用水的显热，很快水温升高，不能保证长时间对热源体的冷却降温效果。可以在本实用新型装置加入冷却水和冰，通过动力泵90从水箱底部抽取冷却水进入热源体通过对流换热，给热源体降温冷却，温度升高的冷却水再通过上方回水管50进入喷水管组件30，通过喷水管组件30上的喷水孔喷淋至水箱内冰块表面上，从而实现冰融化换热的目的，不断循环，给热源体进行散热，直至水箱内冰全部融化，当温度传感单元监测到水温升高到热源体冷却水降温需求的最高温度，将水箱内热水排空，重新加注冷却水和冰块。

综上所述，本实用新型提供了一种固定空间内增强冰融化换热效果的装置，该装置可以实现冰蓄冷过程中与被降温对象的分离，回水管出口连接喷水管组件，喷水管组件设计成笛孔管形式，增大回水与冰表面接触面积，进而可以增强冰融化换热效果，避免冰在融化过程中的不均匀性和粘连现象，提高冰冷量的利用率；同时出水口位置设计过滤单元，有效阻止固体冰进入管路和设备，造成阻塞。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种固定空间内增强冰融化换热效果的装置，其特征在于，固定空间内增强冰融化换热效果的装置包括：

水箱(10)，所述水箱(10)具有容纳腔(10a)，所述容纳腔(10a)内存储有设定高度的液态水；

注冰口盖(20)，所述注冰口盖(20)设置在所述水箱(10)上，所述注冰口盖(20)用于向所述水箱(10)中添加冰块；

喷水管组件(30)，所述喷水管组件(30)设置在所述水箱(10)内，所述喷水管组件(30)用于向所述水箱(10)内的冰水混合物以及所述水箱(10)的壁面喷淋液体水；

出水管(40)，所述出水管(40)的一端与所述水箱(10)连接，所述出水管(40)的另一端与热源连接；

回水管(50)，所述回水管(50)的一端与所述热源连接，另一端与所述喷水管组件(30)连接。

2.根据权利要求1所述的固定空间内增强冰融化换热效果的装置，其特征在于，所述喷水管组件(30)包括首尾相连的第一喷水管(31)、第二喷水管(32)、第三喷水管(33)和第四喷水管(34)，所述第一喷水管(31)、所述第二喷水管(32)、所述第三喷水管(33)和所述第四喷水管(34)围绕所述水箱(10)的周缘设置。

3.根据权利要求2所述的固定空间内增强冰融化换热效果的装置，其特征在于，任一所述喷水管均具有多个第一喷水孔和多个第二喷水孔，多个所述第一喷水孔正对所述水箱(10)的侧壁设置，多个所述第二喷水孔与多个所述第一喷水孔一一相对设置。

4.根据权利要求3所述的固定空间内增强冰融化换热效果的装置，其特征在于，所述固定空间内增强冰融化换热效果的装置还包括多个固定件(60)，多个所述固定件(60)用于将所述喷水管组件(30)固定设置在所述水箱(10)内。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的固定空间内增强冰融化换热效果的装置，其特征在于，所述固定空间内增强冰融化换热效果的装置还包括镂空隔板(70)，所述镂空隔板(70)设置在所述水箱(10)的容纳腔(10a)内且与所述水箱(10)的内壁面连接。

6.根据权利要求5所述的固定空间内增强冰融化换热效果的装置，其特征在于，所述固定空间内增强冰融化换热效果的装置还包括过滤单元(80)，所述过滤单元(80)与所述出水管(40)连接。

7.根据权利要求6所述的固定空间内增强冰融化换热效果的装置，其特征在于，所述固定空间内增强冰融化换热效果的装置还包括动力泵(90)，所述动力泵(90)用于将所述热源中吸热后的液态水通过所述回水管(50)送回至所述喷水管组件(30)。

8.根据权利要求7所述的固定空间内增强冰融化换热效果的装置，其特征在于，所述固定空间内增强冰融化换热效果的装置还包括温度传感单元，所述温度传感单元设置在所述水箱(10)内，所述温度传感单元用于检测所述水箱(10)内液态水的温度。

Images