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夾帶部分水蒸氣進入制冷系統(tǒng)，破壞制冷系統(tǒng)性能3.制冷 劑可能會夾帶部分潤滑油進入冰漿生成器破壞冰漿生成器中的傳熱性能并使壓 縮機缺油。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，熱阻過大，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)實用化所面臨的問題，提出 一種高效、實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)方案來實現(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)三個部分組成制冷劑循環(huán)包括依次連接的制冷機組、干燥過 濾器、電磁閥、熱力膨脹閥、 一級換熱器，其中制冷機組出口和干燥過濾器進 口通過第一截止閥連接，電磁閥和熱力膨脹閥中間設(shè)有第一壓力表，熱力膨脹 閥和一級換熱器制冷劑進口通過第二截止閥連接， 一級換熱器制冷劑進口設(shè)有 第二壓力表和第一溫度傳感器， 一級換熱器上設(shè)有第二溫度傳感器， 一級換熱 器制冷劑出口設(shè)有第三溫度傳感器和第三壓力表， 一級換熱器制冷劑出口通過 第三截止閥、第四截止閥與制冷機組進口連接；氣體循環(huán)包括依次連接的一級 換熱器、氣泵、冰槳生成器以及電動三通閥，其中一級換熱器進氣口設(shè)有第四 壓力表、第一雙金屬溫度計， 一級換熱器出氣口設(shè)有第二雙金屬溫度計和第五 壓力表， 一級換熱器出氣口通過第六截止閥和第七截止閥以及第一軟接頭與氣 泵進口連接，氣泵進口設(shè)有第一球閥、第六壓力表，氣泵出口設(shè)有第七壓力表， 氣泵出口通過第二軟接頭、第八截止閥、第九截止閥與冰漿生成器進氣口連接， 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和第一流量計，冰漿 生成器進氣口設(shè)有第四溫度傳感器、第四雙金屬溫度計、第八壓力表，冰漿生 成器出氣口設(shè)有第五雙金屬溫度計、第五溫度傳感器、第九壓力表，冰漿生成器氣體出口通過第十截止閥、電動三通閥與第五截止閥與一級換熱器進氣口連 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)備進口通過 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、第十壓力表，第十三截止閥和空調(diào)末端設(shè) 備進口之間設(shè)有第七溫度傳感器、第七雙金屬溫度計、第十一壓力表，空調(diào)末 端設(shè)備和加熱器進口通過第十四截止閥連接，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，第十四截止閥和 加熱器進口之間設(shè)有第二流量計，加熱器出口和冰漿生成器制冰溶液進口之間 設(shè)有第九溫度傳感器、第九雙金屬溫度計、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 進口通過第十二截止闊連接，第十二截止閥和蓄冰槽進口之間設(shè)有第六溫度傳 感器、第六雙金屬溫度計、第十壓力表，蓄冰槽第二出口通過與制冰溶液泵進 口連接，第十五截止闊與制冰溶液泵進口之間設(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,加熱器和冰漿生成器制冰溶 液進口之間設(shè)有第九溫度傳感器、第九雙金屬溫度計、第十三壓力表，蓄冰槽 第一出口通過第十七截止閥與第十六截止閥出口連接，氣體循環(huán)采用氮氣。
所述的制冷劑循環(huán)和氣體循環(huán)采用一級換熱器耦合。
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)，而且氣體更容易實現(xiàn)更大的進 口速度從而加快氣泡在冰漿生成器中擴散，使冰槳生成器內(nèi)部溫度分布更加均 勻，避免局部過冷，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)采用一級換熱器耦合，由于氣體與一級換熱器中 的溶液直接接觸換熱，同時溶液與制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器對流換熱，氣體的劇烈擾動 使得對流換熱系數(shù)大大增加，解決了氣體與蒸發(fā)器直接對流換熱時熱阻較大的 問題。同時，由于系統(tǒng)中采用了一級換熱器，氣體在進入冰漿生成器前，先經(jīng) 過一級換熱器冷卻除濕，避免了冰漿生成器噴嘴處冰堵現(xiàn)象的發(fā)生。
3) 通過在傳統(tǒng)直接接觸法制取冰漿系統(tǒng)的基礎(chǔ)上引進一級換熱器，延續(xù)了 直接接觸法換熱效率高的優(yōu)點并解決了其原本存在的問題。相比當前應(yīng)用普遍
5的盤管式冰蓄冷系統(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)三個部分組成制冷劑循環(huán)包括依次連接的制冷機組l、干燥過濾器 3、電磁閥4、熱力膨脹閥6、 一級換熱器IO，其中制冷機組l出口和干燥過濾 器進口 3通過第一截止閥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和一級換熱器10制冷劑進口通過第二截止閥7連接， 一級 換熱器10制冷劑進口設(shè)有第二壓力表8和第一溫度傳感器9， 一級換熱器10上 設(shè)有第二溫度傳感器11， 一級換熱器10制冷劑出口設(shè)有第三溫度傳感器12和 第三壓力表13， 一級換熱器IO制冷劑出口通過第三截止閥14、第四截止閥15 與制冷機組l進口連接；氣體循環(huán)包括依次連接的一級換熱器10、氣泵26、冰 漿生成器70以及電動三通閥62，其中一級換熱器IO進氣口設(shè)有第四壓力表17、 第一雙金屬溫度計18， 一級換熱器10出氣口設(shè)有第二雙金屬溫度計19和第五 壓力表20， 一級換熱器10出氣口通過第六截止閥21和第七截止閥22以及第一 軟接頭23與氣泵26進口連接，氣泵26進口設(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30和第一流量計32，冰漿生成器70進氣口 設(shè)有第四溫度傳感器34、第四雙金屬溫度計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氣體出口通過第十截止閥40、電動三通閥62與第五截止閥16與一 級換熱器10進氣口連接；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進口通過第十二截止閥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進口之間設(shè)有 第七溫度傳感器46、第七雙金屬溫度計47、第十一壓力表48，空調(diào)末端設(shè)備 49和加熱器66進口通過第十四截止閥(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52，第十四截止閥53和加熱器66進口之間設(shè)有第二流量計65，加熱器66 出口和冰槳生成器70制冰溶液進口之間設(shè)有第九溫度傳感器67、第九雙金屬溫 度計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進口通過第十 二截止閥41連接，第十二截止閥41和蓄冰槽55進口之間設(shè)有第六溫度傳感器 42、第六雙金屬溫度計43、第十壓力表44，蓄冰槽55第二出口通過與制冰溶 液泵58進口連接，第十五截止閥54與制冰溶液泵58進口之間設(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65，加熱器66和冰漿生成器70制冰溶液進口之間設(shè)有第九溫度 傳感器67、第九雙金屬溫度計68、第十三壓力表69,蓄冰槽55第一出口通過 第十七截止閥64與第十六截止閥61出口連接，氣體循環(huán)采用氮氣。
所述的制冷劑循環(huán)和氣體循環(huán)采用一級換熱器耦合。
本發(fā)明的工作原理為夜間用電低谷時，開啟制冷機組和制冰溶液泵蓄存 冰漿。制冷系統(tǒng)通過一級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)過氣體泵到達冰漿生成器底部噴射進入制冰溶液中。制冰溶液吸收氣 體中的冷量溫度不斷下降直至達到冰點生成冰漿。同時氣體吸收制冰溶液中的 熱量溫度升高返回一級換熱器中。冰漿生成器中的冰漿進入蓄冰槽后由于密度 差自動分離，上層冰漿，下層溶液，制冰溶液再通過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)三個部分組成制冷劑循環(huán)包括依次連接的制冷機組(1)、干燥過濾器(3)、電磁閥(4)、熱力膨脹閥(6)、一級換熱器(10)，其中制冷機組(1)出口和干燥過濾器進口(3)通過第一截止閥(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)和一級換熱器(10)制冷劑進口通過第二截止閥(7)連接，一級換熱器(10)制冷劑進口設(shè)有第二壓力表(8)和第一溫度傳感器(9)，一級換熱器(10)上設(shè)有第二溫度傳感器(11)，一級換熱器(10)制冷劑出口設(shè)有第三溫度傳感器(12)和第三壓力表(13)，一級換熱器(10)制冷劑出口通過第三截止閥(14)、第四截止閥(15)與制冷機組(1)進口連接；氣體循環(huán)包括依次連接的一級換熱器(10)、氣泵(26)、冰漿生成器(70)以及電動三通閥(62)，其中一級換熱器(10)進氣口設(shè)有第四壓力表(17)、第一雙金屬溫度計(18)，一級換熱器(10)出氣口設(shè)有第二雙金屬溫度計(19)和第五壓力表(20)，一級換熱器(10)出氣口通過第六截止閥(21)和第七截止閥(22)以及第一軟接頭(23)與氣泵(26)進口連接，氣泵(26)進口設(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(30)和第一流量計(32)，冰漿生成器(70)進氣口設(shè)有第四溫度傳感器(34)、第四雙金屬溫度計(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(37)、第五溫度傳感器(38)、第九壓力表(39)，冰漿生成器(70)氣體出口通過第十截止閥(40)、電動三通閥(62)與第五截止閥(16)與一級換熱器(10)進氣口連接；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)進口通過第十二截止閥(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(43)、第十壓力表(44)，第十三截止閥(45)和空調(diào)末端設(shè)備(49)進口之間設(shè)有第七溫度傳感器(46)、第七雙金屬溫度計(47)、第十一壓力表(48)，空調(diào)末端設(shè)備(49)和加熱器(66)進口通過第十四截止閥(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(52)，第十四截止閥(53)和加熱器(66)進口之間設(shè)有第二流量計(65)，加熱器(66)出口和冰漿生成器(70)制冰溶液進口之間設(shè)有第九溫度傳感器(67)、第九雙金屬溫度計(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)進口通過第十二截止閥(41)連接，第十二截止閥(41)和蓄冰槽(55)進口之間設(shè)有第六溫度傳感器(42)、第六雙金屬溫度計(43)、第十壓力表(44)，蓄冰槽(55)第二出口通過與制冰溶液泵(58)進口連接，第十五截止閥(54)與制冰溶液泵(58)進口之間設(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(65)，加熱器(66)和冰漿生成器(70)制冰溶液進口之間設(shè)有第九溫度傳感器(67)、第九雙金屬溫度計(68)、第十三壓力表(69)，蓄冰槽(55)第一出口通過第十七截止閥(64)與第十六截止閥(61)出口連接，氣體循環(huán)采用氮氣。
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)采用一級換熱器耦合。
全文摘要
本發(fā)明公開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)三個部分組成。其中，載冷劑采用空氣、氮氣等環(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)會產(chǎn)生更多的氣泡從而增大換熱面積，同時，氣體更容易實現(xiàn)較大的進氣速度從而促進氣泡的擴散，使得冰漿生成器內(nèi)部溫度分布更加均勻，避免局部過冷，降低冰堵現(xiàn)象發(fā)生的可能性。此外，系統(tǒng)中采用了一級換熱器。制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器置于一級換熱器中，載冷劑氣體與一級換熱器中的溶液(乙二醇溶液)直接接觸換熱。由于氣體的劇烈擾動作用，載冷劑與蒸發(fā)器的對流換熱系數(shù)大大增加，解決了氣體與制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器直接對流換熱熱阻較大的問題。此外，溫度較高的氣體通過溫度較低的載冷劑溶液，達到了除去氣體中水分的目的，進一步降低了系統(tǒng)冰堵的可能性。
文檔編號F25C1/00GK101629771SQ20091010211
公開日2010年1月20日 申請日期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 申請人:浙江大學(xué)