專利名稱：氣體直接接觸式冰漿制取系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能源空調(diào)領(lǐng)域，尤其涉及一種氣體直接接觸式冰漿制取系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的直接接觸法制取冰漿是指將液體制冷劑與制冰溶液直接接觸換熱制 取冰漿。但是，該方法存在著以下問(wèn)題1.冰漿生成器噴嘴處容易發(fā)生冰堵2. 制冷劑蒸汽中可能會(huì)夾帶部分水蒸氣進(jìn)入制冷系統(tǒng)，破壞制冷系統(tǒng)性能3.制冷 劑可能會(huì)夾帶部分潤(rùn)滑油進(jìn)入冰漿生成器破壞冰漿生成器中的傳熱性能并使壓 縮機(jī)缺油。因此，可考慮采用氣體載冷劑。然而氣體載冷劑在與制冷系統(tǒng)蒸發(fā) 器換熱時(shí)，熱阻過(guò)大，影響系統(tǒng)整體性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決直接接觸法制取冰漿系統(tǒng)實(shí)用化所面臨的問(wèn)題，提出 一種高效、實(shí)用的氣體直接接觸式冰漿制取系統(tǒng)。。
本發(fā)明擬采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的
氣體直接接觸式冰漿制取系統(tǒng)，其特征在于，它由制冷劑循環(huán)、氣體循環(huán) 和制冰溶液循環(huán)三個(gè)部分組成制冷劑循環(huán)包括依次連接的制冷機(jī)組、干燥過(guò) 濾器、電磁閥、熱力膨脹閥、 一級(jí)換熱器，其中制冷機(jī)組出口和干燥過(guò)濾器進(jìn) 口通過(guò)第一截止閥連接，電磁閥和熱力膨脹閥中間設(shè)有第一壓力表，熱力膨脹 閥和一級(jí)換熱器制冷劑進(jìn)口通過(guò)第二截止閥連接， 一級(jí)換熱器制冷劑進(jìn)口設(shè)有 第二壓力表和第一溫度傳感器， 一級(jí)換熱器上設(shè)有第二溫度傳感器， 一級(jí)換熱 器制冷劑出口設(shè)有第三溫度傳感器和第三壓力表， 一級(jí)換熱器制冷劑出口通過(guò) 第三截止閥、第四截止閥與制冷機(jī)組進(jìn)口連接；氣體循環(huán)包括依次連接的一級(jí) 換熱器、氣泵、冰槳生成器以及電動(dòng)三通閥，其中一級(jí)換熱器進(jìn)氣口設(shè)有第四 壓力表、第一雙金屬溫度計(jì)， 一級(jí)換熱器出氣口設(shè)有第二雙金屬溫度計(jì)和第五 壓力表， 一級(jí)換熱器出氣口通過(guò)第六截止閥和第七截止閥以及第一軟接頭與氣 泵進(jìn)口連接，氣泵進(jìn)口設(shè)有第一球閥、第六壓力表，氣泵出口設(shè)有第七壓力表， 氣泵出口通過(guò)第二軟接頭、第八截止閥、第九截止閥與冰漿生成器進(jìn)氣口連接， 其中第八截止閥和第九截止閥之間設(shè)有第三雙金屬溫度計(jì)和第一流量計(jì)，冰漿 生成器進(jìn)氣口設(shè)有第四溫度傳感器、第四雙金屬溫度計(jì)、第八壓力表，冰漿生 成器出氣口設(shè)有第五雙金屬溫度計(jì)、第五溫度傳感器、第九壓力表，冰漿生成器氣體出口通過(guò)第十截止閥、電動(dòng)三通閥與第五截止閥與一級(jí)換熱器進(jìn)氣口連 接；制冰溶液循環(huán)包括放冷循環(huán)和蓄冷循環(huán)放冷循環(huán)包括依次連接的冰漿生 成器、空調(diào)末端設(shè)備、加熱器，其中冰漿生成器出口和空調(diào)末端設(shè)備進(jìn)口通過(guò) 第十二截止閥、第十三截止閥連接，第十二截止閥和第十三截止閥之間設(shè)有第 六溫度傳感器、第六雙金屬溫度計(jì)、第十壓力表，第十三截止閥和空調(diào)末端設(shè) 備進(jìn)口之間設(shè)有第七溫度傳感器、第七雙金屬溫度計(jì)、第十一壓力表，空調(diào)末 端設(shè)備和加熱器進(jìn)口通過(guò)第十四截止閥連接，空調(diào)末端設(shè)備和第十四截止閥之 間設(shè)有第十二壓力表、第八溫度傳感器、第八雙金屬溫度計(jì)，第十四截止閥和 加熱器進(jìn)口之間設(shè)有第二流量計(jì)，加熱器出口和冰漿生成器制冰溶液進(jìn)口之間 設(shè)有第九溫度傳感器、第九雙金屬溫度計(jì)、第十三壓力表，蓄冷循環(huán)包括依次 連接的冰漿生成器、蓄冰槽、制冰溶液泵、加熱器，冰漿生成器出口和蓄冰槽 進(jìn)口通過(guò)第十二截止闊連接，第十二截止閥和蓄冰槽進(jìn)口之間設(shè)有第六溫度傳 感器、第六雙金屬溫度計(jì)、第十壓力表，蓄冰槽第二出口通過(guò)與制冰溶液泵進(jìn) 口連接，第十五截止闊與制冰溶液泵進(jìn)口之間設(shè)有第三軟接頭、第十四壓力表， 制冰溶液泵出口與第十六截止閥之間設(shè)有第二球閥、第十五壓力表、第四軟接 頭，第十六截止閥與加熱器之間設(shè)有第二流量計(jì),加熱器和冰漿生成器制冰溶 液進(jìn)口之間設(shè)有第九溫度傳感器、第九雙金屬溫度計(jì)、第十三壓力表，蓄冰槽 第一出口通過(guò)第十七截止閥與第十六截止閥出口連接，氣體循環(huán)采用氮?dú)狻?br> 所述的制冷劑循環(huán)和氣體循環(huán)采用一級(jí)換熱器耦合。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有有益效果是
1) 采用氣體載冷劑替代傳統(tǒng)制冷劑，相同質(zhì)量的氣體能夠產(chǎn)生更多的氣泡 從而提供更大的換熱面積增大了體積換熱系數(shù)，而且氣體更容易實(shí)現(xiàn)更大的進(jìn) 口速度從而加快氣泡在冰漿生成器中擴(kuò)散，使冰槳生成器內(nèi)部溫度分布更加均 勻，避免局部過(guò)冷，降低冰堵發(fā)生的可能性。此外，采用空氣等氣體作為載冷 劑，價(jià)廉容易獲得且環(huán)境友好，減少了制冷劑的使用量，節(jié)能環(huán)保。
2) 制冷劑循環(huán)與氣體循環(huán)采用一級(jí)換熱器耦合，由于氣體與一級(jí)換熱器中 的溶液直接接觸換熱，同時(shí)溶液與制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器對(duì)流換熱，氣體的劇烈擾動(dòng) 使得對(duì)流換熱系數(shù)大大增加，解決了氣體與蒸發(fā)器直接對(duì)流換熱時(shí)熱阻較大的 問(wèn)題。同時(shí)，由于系統(tǒng)中采用了一級(jí)換熱器，氣體在進(jìn)入冰漿生成器前，先經(jīng) 過(guò)一級(jí)換熱器冷卻除濕，避免了冰漿生成器噴嘴處冰堵現(xiàn)象的發(fā)生。
3) 通過(guò)在傳統(tǒng)直接接觸法制取冰漿系統(tǒng)的基礎(chǔ)上引進(jìn)一級(jí)換熱器，延續(xù)了 直接接觸法換熱效率高的優(yōu)點(diǎn)并解決了其原本存在的問(wèn)題。相比當(dāng)前應(yīng)用普遍
5的盤(pán)管式冰蓄冷系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有更高的蒸發(fā)溫度有利于制冷系統(tǒng)性能的提高。 而且，由于冰漿的特殊性，產(chǎn)生的冰漿可直接輸送至空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備上使用， 具有廣闊的發(fā)展前景。


附圖是氣體直接接觸式冰漿制取系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如附圖所示，氣體直接接觸式冰漿制取系統(tǒng)由制冷劑循環(huán)、氣體循環(huán)和制 冰溶液循環(huán)三個(gè)部分組成制冷劑循環(huán)包括依次連接的制冷機(jī)組l、干燥過(guò)濾器 3、電磁閥4、熱力膨脹閥6、 一級(jí)換熱器IO，其中制冷機(jī)組l出口和干燥過(guò)濾 器進(jìn)口 3通過(guò)第一截止閥2連接，電磁閥4和熱力膨脹閥6中間設(shè)有第一壓力 表5，熱力膨脹閥6和一級(jí)換熱器10制冷劑進(jìn)口通過(guò)第二截止閥7連接， 一級(jí) 換熱器10制冷劑進(jìn)口設(shè)有第二壓力表8和第一溫度傳感器9， 一級(jí)換熱器10上 設(shè)有第二溫度傳感器11， 一級(jí)換熱器10制冷劑出口設(shè)有第三溫度傳感器12和 第三壓力表13， 一級(jí)換熱器IO制冷劑出口通過(guò)第三截止閥14、第四截止閥15 與制冷機(jī)組l進(jìn)口連接；氣體循環(huán)包括依次連接的一級(jí)換熱器10、氣泵26、冰 漿生成器70以及電動(dòng)三通閥62，其中一級(jí)換熱器IO進(jìn)氣口設(shè)有第四壓力表17、 第一雙金屬溫度計(jì)18， 一級(jí)換熱器10出氣口設(shè)有第二雙金屬溫度計(jì)19和第五 壓力表20， 一級(jí)換熱器10出氣口通過(guò)第六截止閥21和第七截止閥22以及第一 軟接頭23與氣泵26進(jìn)口連接，氣泵26進(jìn)口設(shè)有第一球閥24、第六壓力表25， 氣泵26出口設(shè)有第七壓力表27，氣泵26出口通過(guò)第二軟接頭28、第八截止閥 29、第九截止闊33與冰漿生成器70進(jìn)氣口連接，其中第八截止閥29和第九截 止閥33之間設(shè)有第三雙金屬溫度計(jì)30和第一流量計(jì)32，冰漿生成器70進(jìn)氣口 設(shè)有第四溫度傳感器34、第四雙金屬溫度計(jì)35、第八壓力表36，冰漿生成器 70出氣口設(shè)有第五雙金屬溫度計(jì)37、第五溫度傳感器38、第九壓力表39，冰 漿生成器70氣體出口通過(guò)第十截止閥40、電動(dòng)三通閥62與第五截止閥16與一 級(jí)換熱器10進(jìn)氣口連接；制冰溶液循環(huán)包括放冷循環(huán)和蓄冷循環(huán)放冷循環(huán)包 括依次連接的冰漿生成器70、空調(diào)末端設(shè)備49、加熱器66，其中冰漿生成器 70出口和空調(diào)末端設(shè)備49進(jìn)口通過(guò)第十二截止閥41、第十三截止閥45連接， 第十二截止閥41和第十三截止閥45之間設(shè)有第六溫度傳感器42、第六雙金屬 溫度計(jì)43、第十壓力表44，第十三截止閥45和空調(diào)末端設(shè)備49進(jìn)口之間設(shè)有 第七溫度傳感器46、第七雙金屬溫度計(jì)47、第十一壓力表48，空調(diào)末端設(shè)備 49和加熱器66進(jìn)口通過(guò)第十四截止閥(53)連接，空調(diào)末端設(shè)備(49)和第十四截止閥(53)之間設(shè)有第十二壓力表50、第八溫度傳感器51、第八雙金屬溫 度計(jì)52，第十四截止閥53和加熱器66進(jìn)口之間設(shè)有第二流量計(jì)65，加熱器66 出口和冰槳生成器70制冰溶液進(jìn)口之間設(shè)有第九溫度傳感器67、第九雙金屬溫 度計(jì)68、第十三壓力表69,蓄冷循環(huán)包括依次連接的冰漿生成器70、蓄冰槽
55、 制冰溶液泵58、加熱器66，冰漿生成器70出口和蓄冰槽55進(jìn)口通過(guò)第十 二截止閥41連接，第十二截止閥41和蓄冰槽55進(jìn)口之間設(shè)有第六溫度傳感器 42、第六雙金屬溫度計(jì)43、第十壓力表44，蓄冰槽55第二出口通過(guò)與制冰溶 液泵58進(jìn)口連接，第十五截止閥54與制冰溶液泵58進(jìn)口之間設(shè)有第三軟接頭
56、 第十四壓力表57，制冰溶液泵58出口與第十六截止閥61之間設(shè)有第二球 閥59、第十五壓力表63、第四軟接頭60，第十六截止閥61與加熱器66之間設(shè) 有第二流量計(jì)65，加熱器66和冰漿生成器70制冰溶液進(jìn)口之間設(shè)有第九溫度 傳感器67、第九雙金屬溫度計(jì)68、第十三壓力表69,蓄冰槽55第一出口通過(guò) 第十七截止閥64與第十六截止閥61出口連接，氣體循環(huán)采用氮?dú)狻?br> 所述的制冷劑循環(huán)和氣體循環(huán)采用一級(jí)換熱器耦合。
本發(fā)明的工作原理為夜間用電低谷時(shí)，開(kāi)啟制冷機(jī)組和制冰溶液泵蓄存 冰漿。制冷系統(tǒng)通過(guò)一級(jí)換熱器中的溶液將冷量傳輸給氣體，氣體吸收冷量溫 度降低經(jīng)過(guò)氣體泵到達(dá)冰漿生成器底部噴射進(jìn)入制冰溶液中。制冰溶液吸收氣 體中的冷量溫度不斷下降直至達(dá)到冰點(diǎn)生成冰漿。同時(shí)氣體吸收制冰溶液中的 熱量溫度升高返回一級(jí)換熱器中。冰漿生成器中的冰漿進(jìn)入蓄冰槽后由于密度 差自動(dòng)分離，上層冰漿，下層溶液，制冰溶液再通過(guò)溶液泵回到冰漿生成器中。 此外，也可將制取的冰漿直接輸送至空調(diào)系統(tǒng)末端實(shí)現(xiàn)冷量交換。
權(quán)利要求
1.一種氣體直接接觸式冰漿制取系統(tǒng)，其特征在于，它由制冷劑循環(huán)、氣體循環(huán)和制冰溶液循環(huán)三個(gè)部分組成制冷劑循環(huán)包括依次連接的制冷機(jī)組(1)、干燥過(guò)濾器(3)、電磁閥(4)、熱力膨脹閥(6)、一級(jí)換熱器(10)，其中制冷機(jī)組(1)出口和干燥過(guò)濾器進(jìn)口(3)通過(guò)第一截止閥(2)連接，電磁閥(4)和熱力膨脹閥(6)中間設(shè)有第一壓力表(5)，熱力膨脹閥(6)和一級(jí)換熱器(10)制冷劑進(jìn)口通過(guò)第二截止閥(7)連接，一級(jí)換熱器(10)制冷劑進(jìn)口設(shè)有第二壓力表(8)和第一溫度傳感器(9)，一級(jí)換熱器(10)上設(shè)有第二溫度傳感器(11)，一級(jí)換熱器(10)制冷劑出口設(shè)有第三溫度傳感器(12)和第三壓力表(13)，一級(jí)換熱器(10)制冷劑出口通過(guò)第三截止閥(14)、第四截止閥(15)與制冷機(jī)組(1)進(jìn)口連接；氣體循環(huán)包括依次連接的一級(jí)換熱器(10)、氣泵(26)、冰漿生成器(70)以及電動(dòng)三通閥(62)，其中一級(jí)換熱器(10)進(jìn)氣口設(shè)有第四壓力表(17)、第一雙金屬溫度計(jì)(18)，一級(jí)換熱器(10)出氣口設(shè)有第二雙金屬溫度計(jì)(19)和第五壓力表(20)，一級(jí)換熱器(10)出氣口通過(guò)第六截止閥(21)和第七截止閥(22)以及第一軟接頭(23)與氣泵(26)進(jìn)口連接，氣泵(26)進(jìn)口設(shè)有第一球閥(24)、第六壓力表(25)，氣泵(26)出口設(shè)有第七壓力表(27)，氣泵(26)出口通過(guò)第二軟接頭(28)、第八截止閥(29)、第九截止閥(33)與冰漿生成器(70)進(jìn)氣口連接，其中第八截止閥(29)和第九截止閥(33)之間設(shè)有第三雙金屬溫度計(jì)(30)和第一流量計(jì)(32)，冰漿生成器(70)進(jìn)氣口設(shè)有第四溫度傳感器(34)、第四雙金屬溫度計(jì)(35)、第八壓力表(36)，冰漿生成器(70)出氣口設(shè)有第五雙金屬溫度計(jì)(37)、第五溫度傳感器(38)、第九壓力表(39)，冰漿生成器(70)氣體出口通過(guò)第十截止閥(40)、電動(dòng)三通閥(62)與第五截止閥(16)與一級(jí)換熱器(10)進(jìn)氣口連接；制冰溶液循環(huán)包括放冷循環(huán)和蓄冷循環(huán)放冷循環(huán)包括依次連接的冰漿生成器(70)、空調(diào)末端設(shè)備(49)、加熱器(66)，其中冰漿生成器(70)出口和空調(diào)末端設(shè)備(49)進(jìn)口通過(guò)第十二截止閥(41)、第十三截止閥(45)連接，第十二截止閥(41)和第十三截止閥(45)之間設(shè)有第六溫度傳感器(42)、第六雙金屬溫度計(jì)(43)、第十壓力表(44)，第十三截止閥(45)和空調(diào)末端設(shè)備(49)進(jìn)口之間設(shè)有第七溫度傳感器(46)、第七雙金屬溫度計(jì)(47)、第十一壓力表(48)，空調(diào)末端設(shè)備(49)和加熱器(66)進(jìn)口通過(guò)第十四截止閥(53)連接，空調(diào)末端設(shè)備(49)和第十四截止閥(53)之間設(shè)有第十二壓力表(50)、第八溫度傳感器(51)、第八雙金屬溫度計(jì)(52)，第十四截止閥(53)和加熱器(66)進(jìn)口之間設(shè)有第二流量計(jì)(65)，加熱器(66)出口和冰漿生成器(70)制冰溶液進(jìn)口之間設(shè)有第九溫度傳感器(67)、第九雙金屬溫度計(jì)(68)、第十三壓力表(69)，蓄冷循環(huán)包括依次連接的冰漿生成器(70)、蓄冰槽(55)、制冰溶液泵(58)、加熱器(66)，冰漿生成器(70)出口和蓄冰槽(55)進(jìn)口通過(guò)第十二截止閥(41)連接，第十二截止閥(41)和蓄冰槽(55)進(jìn)口之間設(shè)有第六溫度傳感器(42)、第六雙金屬溫度計(jì)(43)、第十壓力表(44)，蓄冰槽(55)第二出口通過(guò)與制冰溶液泵(58)進(jìn)口連接，第十五截止閥(54)與制冰溶液泵(58)進(jìn)口之間設(shè)有第三軟接頭(56)、第十四壓力表(57)，制冰溶液泵(58)出口與第十六截止閥(61)之間設(shè)有第二球閥(59)、第十五壓力表(63)、第四軟接頭(60)，第十六截止閥(61)與加熱器(66)之間設(shè)有第二流量計(jì)(65)，加熱器(66)和冰漿生成器(70)制冰溶液進(jìn)口之間設(shè)有第九溫度傳感器(67)、第九雙金屬溫度計(jì)(68)、第十三壓力表(69)，蓄冰槽(55)第一出口通過(guò)第十七截止閥(64)與第十六截止閥(61)出口連接，氣體循環(huán)采用氮?dú)狻?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體直接接觸式冰漿制取系統(tǒng)，其特征在于所 述的制冷劑循環(huán)和氣體循環(huán)采用一級(jí)換熱器耦合。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種氣體直接接觸式冰漿制取系統(tǒng)。該系統(tǒng)由制冷劑循環(huán)，氣體循環(huán)和制冰溶液循環(huán)三個(gè)部分組成。其中，載冷劑采用空氣、氮?dú)獾拳h(huán)境友好型氣體。相比液體載冷劑，相同質(zhì)量的氣體在冰漿生成器內(nèi)會(huì)產(chǎn)生更多的氣泡從而增大換熱面積，同時(shí)，氣體更容易實(shí)現(xiàn)較大的進(jìn)氣速度從而促進(jìn)氣泡的擴(kuò)散，使得冰漿生成器內(nèi)部溫度分布更加均勻，避免局部過(guò)冷，降低冰堵現(xiàn)象發(fā)生的可能性。此外，系統(tǒng)中采用了一級(jí)換熱器。制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器置于一級(jí)換熱器中，載冷劑氣體與一級(jí)換熱器中的溶液(乙二醇溶液)直接接觸換熱。由于氣體的劇烈擾動(dòng)作用，載冷劑與蒸發(fā)器的對(duì)流換熱系數(shù)大大增加，解決了氣體與制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器直接對(duì)流換熱熱阻較大的問(wèn)題。此外，溫度較高的氣體通過(guò)溫度較低的載冷劑溶液，達(dá)到了除去氣體中水分的目的，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)冰堵的可能性。
文檔編號(hào)F25C1/00GK101629771SQ20091010211
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月13日
發(fā)明者張學(xué)軍, 田新建, 邱利民, 鄭克晴 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)