本實(shí)用新型涉及一種過(guò)冷水式制冰系統(tǒng)，具體涉及一種過(guò)冷水動(dòng)態(tài)冰漿制造系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在許多工業(yè)領(lǐng)域中，如乳品、疫苗、冷鮮食品等的生產(chǎn)加工，需要維持在4℃的溫度環(huán)境。作為冷源，則往往要求至少低至2℃以下。出于安全衛(wèi)生等原因，冷源側(cè)的傳熱介質(zhì)一般要求使用清水，即使設(shè)備產(chǎn)生不可預(yù)知的泄漏也不至于在貨物中造成有毒有害污染。因?yàn)榈陀?℃水會(huì)發(fā)生凍結(jié)，因此要求把作為冷源的低溫清水的溫度控制在0-2℃。普通制冷系統(tǒng)一般只能制取4℃或至多不低于3℃的清水冷凍水，如果溫度往下調(diào)，則存在蒸發(fā)器局部?jī)鼋Y(jié)從而損壞換熱器的風(fēng)險(xiǎn)，因此很難滿(mǎn)足上述工藝?yán)湓吹臏囟纫蟆?/p>

目前比較傳統(tǒng)的解決方案是采用外融冰靜態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)。在制冷主機(jī)空閑的時(shí)候開(kāi)啟制冰，把蓄冰槽內(nèi)的水凍結(jié)成冰塊，在需要供冷時(shí)，則從槽內(nèi)取出低溫冰水供向使用側(cè)，放冷之后的溫水則又回到蓄冰槽。但是，這種外融冰冰蓄冷供冷方案的缺點(diǎn)也是非常明顯的。首先，通過(guò)冰盤(pán)管制取的冰塊是實(shí)心冰塊，融冰放冷時(shí)其融化速度十分緩慢，因而隨著蓄冰槽放冷運(yùn)行的進(jìn)行，出水溫度很快就會(huì)超過(guò)預(yù)期的2℃，從而影響供冷品質(zhì)；其次，這種傳統(tǒng)的換熱盤(pán)管制冰方法所匹配的制冷主機(jī)的能效比衰減嚴(yán)重，系統(tǒng)運(yùn)行能耗非常高。

隨著技術(shù)的發(fā)展，過(guò)冷水式動(dòng)態(tài)冰漿制取技術(shù)逐漸成熟，并已經(jīng)開(kāi)始逐步應(yīng)用于上述工業(yè)領(lǐng)域中作為一種更先進(jìn)的0-2℃冷源解決方案。該技術(shù)采用一種先制取過(guò)冷水(低于0℃的水)，然后再把過(guò)冷水異地轉(zhuǎn)變?yōu)楸鶟{的先進(jìn)節(jié)能制冰工藝。該工藝無(wú)論在傳熱系數(shù)、運(yùn)行能耗或是制冰速度等方面都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的靜態(tài)盤(pán)管冰技術(shù)。同時(shí)，儲(chǔ)存在蓄冰槽內(nèi)的冰漿由于是由細(xì)小顆粒組成的多孔介質(zhì)狀冰，在放冷過(guò)程中其與溫水之間的混和融冰放冷速度大幅提高，回槽溫水的溫度可以被迅速降低到接近0℃的品位，因而冰槽出水溫度可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定提供0-2℃的低溫清水，確保工藝?yán)湓吹钠焚|(zhì)不下降。

應(yīng)用于實(shí)際工程中的過(guò)冷水動(dòng)態(tài)冰漿系統(tǒng)一般都采用制冷主機(jī)作為冷源，制冷主機(jī)與過(guò)冷水換熱器之間采用乙二醇水溶液作為中間換熱介質(zhì)進(jìn)行間接換熱制取過(guò)冷水。這種技術(shù)方式的優(yōu)點(diǎn)是可以直接利用各大廠商生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)制冷主機(jī)匹配制冰，而不需要對(duì)其進(jìn)行任何設(shè)備或系統(tǒng)改造。但其缺點(diǎn)是所增加的乙二醇水溶液中間換熱循環(huán)不但使得制冷主機(jī)的蒸發(fā)溫度仍舊偏低，大約為-5℃(從而制冷主機(jī)在制冰運(yùn)行時(shí)的能效比也較低)，而且還增加了乙二醇循環(huán)水泵(從而增加水泵能耗)。

因此，上述過(guò)冷水動(dòng)態(tài)冰漿制取技術(shù)雖然已經(jīng)克服了傳統(tǒng)制冰技術(shù)在前述0-2℃清水冷源解決方案中所存在的許多關(guān)鍵難題，但仍存在較大的技術(shù)提升空間，尤其是能效方面。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是：提供一種過(guò)冷水動(dòng)態(tài)冰漿制造系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種過(guò)冷水動(dòng)態(tài)冰漿制造系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、過(guò)冷水板式換熱器、促晶器、蓄冰槽以及水泵，壓縮機(jī)、冷凝器的熱側(cè)通道、節(jié)流閥和過(guò)冷水板式換熱器的冷側(cè)通道首尾依次連接形成制冷系統(tǒng)，過(guò)冷水板式換熱器熱側(cè)通道入口通過(guò)進(jìn)水管道與水泵出水口連接，過(guò)冷水板式換熱器熱側(cè)通道出口通過(guò)輸送管道與促晶器輸入口連接，蓄冰槽與促晶器輸出口相連接，水泵進(jìn)水口通過(guò)進(jìn)水管道與蓄冰槽連接。

優(yōu)選的，還包括防堵循環(huán)回路，防堵循環(huán)回路包括預(yù)熱器，預(yù)熱器的冷側(cè)通道入口與進(jìn)水管道連通，預(yù)熱器的冷側(cè)通道出口與進(jìn)水管道連通，預(yù)熱器的熱側(cè)通道入口與冷凝器的熱側(cè)通道連通，預(yù)熱器的熱側(cè)通道出口與節(jié)流閥連接。

優(yōu)選的，還包括比例調(diào)節(jié)閥，比例調(diào)節(jié)閥設(shè)置在預(yù)熱器的冷側(cè)通道出口上。

優(yōu)選的，還設(shè)置有冰晶過(guò)濾器，冰晶過(guò)濾器設(shè)置在進(jìn)水管道上，冰晶過(guò)濾器入口與水泵出水口連接，冰晶過(guò)濾器出口與過(guò)冷水板式換熱器熱側(cè)通道入口連接。

優(yōu)選的，還設(shè)置有冰晶隔斷回路，冰晶隔斷回路包括換熱器、換熱介質(zhì)冷卻器、泵體、介質(zhì)泵以及用于對(duì)輸送管道加溫的冰晶防傳播器，冰晶防傳播器套設(shè)于輸送管道上，冰晶防傳播器、泵體和換熱器的冷側(cè)通道首尾相連形成加溫回路，換熱介質(zhì)冷卻器通過(guò)介質(zhì)輸入管路和介質(zhì)輸出管路分別連接到冷凝器冷側(cè)通道的入口和出口上，換熱器的熱側(cè)通道入口與介質(zhì)輸出管路連通，換熱器的熱側(cè)通道出口與介質(zhì)輸入管路連通，介質(zhì)泵設(shè)置于介質(zhì)輸入管路上且位于換熱器熱側(cè)通道出口與介質(zhì)輸入管路的連接處與冷凝器冷側(cè)通道的入口之間。

優(yōu)選的，所述冰晶防傳播器包括外管以及內(nèi)管，外管包圍在內(nèi)管外側(cè)，外管與內(nèi)管之間形成夾套層，夾套層入水口與換熱器的冷側(cè)通道出口相連，夾套層出水口與泵體入水口連接，所述內(nèi)管套設(shè)于輸送管道上。

優(yōu)選的，所述換熱介質(zhì)冷卻器為冷卻水塔或風(fēng)冷冷凝器。

優(yōu)選的，制冷系統(tǒng)為氟利昂制冷系統(tǒng)。

優(yōu)選的，還包括用于疏通過(guò)冷水板式換熱器的熱氣旁通閥，熱氣旁通閥入口與節(jié)流閥的出口接通，熱氣旁通閥出口與壓縮機(jī)出口接通。

優(yōu)選的，進(jìn)水管道與蓄冰槽底部連通，輸送管道與蓄冰槽上部連通。

本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：

1、本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)高效率動(dòng)態(tài)冰漿制造，并且無(wú)需中間乙二醇換熱循環(huán)，可以顯著縮小氟利昂和過(guò)冷水之間的換熱溫差，從而把氟利昂蒸發(fā)溫度提高到-3℃，制冷系統(tǒng)的能效比可以提高6-8％，此外，因?yàn)楸緦?shí)用新型不再使用乙二醇作為中間換熱循環(huán)，因此，不需要使用使乙二醇作循環(huán)的循環(huán)水泵，減少了循環(huán)水泵的能耗，節(jié)約了成本。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例一：

一種過(guò)冷水動(dòng)態(tài)冰漿制造系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)1、冷凝器2、節(jié)流閥3、過(guò)冷水板式換熱器4、促晶器5、蓄冰槽6以及水泵7，壓縮機(jī)、冷凝器的熱側(cè)通道、節(jié)流閥和過(guò)冷水板式換熱器的冷側(cè)通道首尾依次連接形成制冷系統(tǒng)，過(guò)冷水板式換熱器熱側(cè)通道入口通過(guò)進(jìn)水管道與水泵出水口連接，過(guò)冷水板式換熱器熱側(cè)通道出口通過(guò)輸送管道與促晶器輸入口連接，蓄冰槽與促晶器輸出口相連接，水泵進(jìn)水口通過(guò)進(jìn)水管道與蓄冰槽連接。

優(yōu)選的，還包括防堵循環(huán)回路，防堵循環(huán)回路包括預(yù)熱器8，預(yù)熱器的冷側(cè)通道入口與進(jìn)水管道連通，預(yù)熱器的冷側(cè)通道出口與進(jìn)水管道連通，預(yù)熱器的熱側(cè)通道入口與冷凝器的熱側(cè)通道連通，預(yù)熱器的熱側(cè)通道出口與節(jié)流閥連接。

優(yōu)選的，還包括比例調(diào)節(jié)閥9，比例調(diào)節(jié)閥設(shè)置在預(yù)熱器的冷側(cè)通道出口上。

優(yōu)選的，還設(shè)置有冰晶過(guò)濾器10，冰晶過(guò)濾器設(shè)置在進(jìn)水管道上，冰晶過(guò)濾器入口與水泵出水口連接，冰晶過(guò)濾器出口與過(guò)冷水板式換熱器熱側(cè)通道入口連接。

優(yōu)選的，還設(shè)置有冰晶隔斷回路，冰晶隔斷回路包括換熱器11、換熱介質(zhì)冷卻器12、泵體13、介質(zhì)泵14以及用于對(duì)輸送管道加溫的冰晶防傳播器15，冰晶防傳播器套設(shè)于輸送管道上，冰晶防傳播器、泵體和換熱器的冷側(cè)通道首尾相連形成加溫回路，換熱介質(zhì)冷卻器通過(guò)介質(zhì)輸入管路和介質(zhì)輸出管路分別連接到冷凝器冷側(cè)通道的入口和出口上，換熱器的熱側(cè)通道入口與介質(zhì)輸出管路連通，換熱器的熱側(cè)通道出口與介質(zhì)輸入管路連通，介質(zhì)泵設(shè)置于介質(zhì)輸入管路上且位于換熱器熱側(cè)通道出口與介質(zhì)輸入管路的連接處與冷凝器冷側(cè)通道的入口之間。

優(yōu)選的，所述冰晶防傳播器包括外管以及內(nèi)管，外管包圍在內(nèi)管外側(cè)，外管與內(nèi)管之間形成夾套層，夾套層入水口與換熱器的冷側(cè)通道出口相連，夾套層出水口與泵體入水口連接，所述內(nèi)管套設(shè)于輸送管道上。

優(yōu)選的，所述換熱介質(zhì)冷卻器為冷卻水塔或風(fēng)冷冷凝器。

優(yōu)選的，所述制冷系統(tǒng)為氟利昂制冷系統(tǒng)。

優(yōu)選的，還包括用于疏通過(guò)冷水板式換熱器的熱氣旁通閥16，熱氣旁通閥入口與節(jié)流閥的出口接通，熱氣旁通閥出口與壓縮機(jī)出口接通。

優(yōu)選的，進(jìn)水管道與蓄冰槽底部連通，輸送管道與蓄冰槽上部連通。

本實(shí)用新型的工作過(guò)程及工作原理：氟利昂制冷系統(tǒng)制冷時(shí)，壓縮機(jī)運(yùn)行，把低溫低壓的氟利昂氣體壓縮成高溫高壓的氟利昂氣，并輸送至冷凝器中冷卻成中溫高壓氟利昂液體，冷凝器的冷側(cè)通道與冰晶隔斷回路相連通，通過(guò)冰晶隔斷回路中的換熱介質(zhì)循環(huán)流動(dòng)把冷凝器中的氟利昂的熱量帶走。

氟利昂制冷系統(tǒng)中的中溫高壓液體氟利昂從冷凝器進(jìn)入預(yù)熱器，氟利昂在預(yù)熱器中進(jìn)一步冷卻后輸送至節(jié)流閥，在節(jié)流閥的作用下，中溫高壓的氟利昂液變?yōu)榈蜏氐蛪旱姆阂?，流入過(guò)冷水板式換熱器的冷側(cè)通道，并在其中以蒸發(fā)換熱的方式與過(guò)冷水板式換熱器熱側(cè)通道內(nèi)的水進(jìn)行熱交換，蒸發(fā)換熱之后的低溫低壓氟利昂氣從過(guò)冷水板式換熱器的冷側(cè)通道的出口排出并回到壓縮機(jī)中，并反復(fù)循環(huán)運(yùn)行。

氟利昂制冷系統(tǒng)制冷過(guò)程中，水泵將蓄冰槽中接近0℃的水抽出并輸送到冰晶過(guò)濾器中，通過(guò)冰晶過(guò)濾器過(guò)濾去除顆粒雜質(zhì)和冰晶后，進(jìn)入過(guò)冷水板式換熱器的熱側(cè)通道并與過(guò)冷水板式換熱器的冷側(cè)通道中的氟利昂進(jìn)行換熱。水在過(guò)冷水板式換熱器中被冷卻成-2℃的過(guò)冷水后排出，隨后經(jīng)過(guò)冰晶過(guò)濾器后進(jìn)入促晶器，在超聲波的輻射下，-2℃的過(guò)冷水在促晶器中迅速轉(zhuǎn)變?yōu)楸鶟{(微小的冰粒和水的混和物)，然后被輸送至蓄冰槽中。由于冰粒和水存在明顯的密度差，蓄冰槽中的冰漿自發(fā)分層，冰粒浮在上層，水沉到下層。因此，本實(shí)用新型將進(jìn)水管道與蓄冰槽底部連通，輸送管道與蓄冰槽上部連通，可使水泵抽出下層的水，能減少產(chǎn)生堵塞的情況發(fā)生，水泵抽出下層的水后循環(huán)上述過(guò)程制取冰漿。

由于水泵從蓄冰槽中抽出的水中可能含有通過(guò)物理過(guò)濾都難以消除的微小冰晶，這種冰晶需要通過(guò)把水溫升高至0.5℃的方法才能融化消除，否則其進(jìn)入過(guò)冷水板式換熱器則必然誘發(fā)其中的過(guò)冷水結(jié)冰，從而堵塞過(guò)冷水板式換熱器的熱側(cè)通道，為解決此問(wèn)題，本實(shí)用新型在水泵的進(jìn)水口和出水口的管路上引出防堵循環(huán)回路，防堵循環(huán)回路中設(shè)置有預(yù)熱器和比例調(diào)節(jié)閥，預(yù)熱器的熱側(cè)通道與氟利昂制冷系統(tǒng)連接，借助水泵的進(jìn)水口和出水口的壓力差，使得水泵出水口的水有一部分分流到防堵循環(huán)回路的預(yù)熱器中，并在其中與氟利昂進(jìn)行換熱，使水溫升高到高于0.5℃的某個(gè)較高溫度后，再流進(jìn)進(jìn)水管道，與進(jìn)水管道中從蓄冰槽中抽出的水匯流后進(jìn)入水泵，在水泵進(jìn)水口混合勾兌到目標(biāo)預(yù)熱溫度0.5℃后再流入過(guò)冷水板式換熱器中。

比例調(diào)節(jié)閥的作用是通過(guò)其開(kāi)度大小的調(diào)節(jié)控制防堵循環(huán)回路流量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵進(jìn)水口中預(yù)熱水溫的精確控制。當(dāng)預(yù)熱水溫低于0.5℃時(shí)，比例調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度增大，增強(qiáng)預(yù)熱效果；當(dāng)預(yù)熱溫度高于0.5℃時(shí)，比例調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度減小，減弱預(yù)熱效果。

為了維持過(guò)冷水板式換熱器中的過(guò)冷水的穩(wěn)定連續(xù)制取過(guò)程，需要控制其中的氟利昂的蒸發(fā)溫度在某個(gè)合理的范圍內(nèi)(比如-3℃)并且具有一定的穩(wěn)定性。由于氟利昂的蒸發(fā)溫度與其蒸發(fā)壓力成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以對(duì)蒸發(fā)溫度的控制通過(guò)節(jié)流閥的節(jié)流壓力調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

由于冰晶對(duì)過(guò)冷水具有天然良好的誘導(dǎo)結(jié)冰效應(yīng)，為了防止下游管路中的冰晶誘導(dǎo)上游過(guò)冷水板式換熱器中的過(guò)冷水結(jié)冰(從而導(dǎo)致過(guò)冷水板式換熱器堵塞)，本實(shí)用新型在過(guò)冷水板式換熱器的熱側(cè)通道出口和促晶器的輸入口之間設(shè)置冰晶隔斷回路，其中，冰晶隔斷回路的冰晶防傳播器套設(shè)于輸送管道上，以阻斷冰晶誘導(dǎo)效應(yīng)的傳播。

冰晶隔斷回路通過(guò)泵體的驅(qū)動(dòng)，水在換熱器中與換熱器熱側(cè)通道中的換熱介質(zhì)進(jìn)行換熱后，溫度升高，然后進(jìn)入冰晶防傳播器的夾套層從而形成一冰晶防傳播加熱循環(huán)，冰晶隔斷回路在運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)輸送管道進(jìn)行輕微加熱，從而使輸送管道內(nèi)壁面的溫度略微高于0℃，這樣即使其中含有被下游冰晶誘導(dǎo)生成的冰晶，也會(huì)因?yàn)闇囟嚷晕⒏哂?℃而融化并且不能附著在輸送管道內(nèi)壁面上，加上輸送管道內(nèi)具有一定的流速，冰晶自下游向上游傳播的路徑由此被截?cái)啵瑥亩鸬搅朔乐贡蛏嫌蝹鞑サ淖饔?，避免過(guò)冷水板式換熱器內(nèi)的通道堵塞。

冰晶隔斷回路通過(guò)水的循環(huán)在換熱器中獲取熱量，并傳遞到冰晶防傳播器中消耗掉，換熱器的熱側(cè)通道入口與出口分別與冷凝器冷側(cè)通道出口和入口連接，形成與冷凝器相連的換熱介質(zhì)循環(huán)回路的旁通支路，通過(guò)該旁通支路從換熱介質(zhì)循環(huán)回路中分流出部分具有較高溫度的換熱介質(zhì)，并在換熱器中把其熱量傳遞給冰晶防傳播器，換熱介質(zhì)可以是空氣也可以是冷卻水。換熱器根據(jù)不同的換熱介質(zhì)選取匹配合適的換熱器類(lèi)型。

為提高本實(shí)用新型的安全運(yùn)行性能，本實(shí)用新型還設(shè)置有當(dāng)過(guò)冷水板式換熱器的熱側(cè)通道在某些不可預(yù)知的因素下發(fā)生結(jié)冰堵塞后的解凍措施。當(dāng)堵塞發(fā)生后，制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)立即卸載負(fù)荷至額定制冷能力的50％以下，然后打開(kāi)熱氣旁通閥，把壓縮機(jī)出口的高溫高壓氟利昂氣從熱氣旁通閥直接注入過(guò)冷水板式換熱器的冷側(cè)通道入口，用以加熱并融化過(guò)冷水板式換熱器熱側(cè)通道中凍結(jié)的冰，從而進(jìn)行疏通，疏通之后，熱氣旁通閥關(guān)閉，壓縮機(jī)的負(fù)荷恢復(fù)至額定制冷能力，恢復(fù)正常工作。

上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。