[實(shí)用新型]一種二元冰的制備裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720073247.1
• 申請(qǐng)日: 2007-08-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201093816Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章學(xué)來(lái);葉金;葛軼群;呂磊磊;盛青青;楊培瑩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F25C1/16
• 分類(lèi)號(hào): F25C1/16
• 代理公司: 上海天翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉粉寶

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種二元冰的制備裝置。

背景技術(shù)

二元冰是指某類(lèi)水溶液和冰晶粒子的混合物，是呈泥漿狀的懸浮液，其流動(dòng)性很好，能夠被泵輸送，通常也稱(chēng)為“冰漿”。由于二元冰內(nèi)含有冰晶顆粒，所以在冰晶融解時(shí)將吸收大量的融解熱(冰的融解熱約為335kJ/kg)，提高了流體的單位體積熱容量。同時(shí)，有研究表明，在一定的含冰率下，二元冰能在某種程度上起到減阻劑的效果，其在單位長(zhǎng)度管路中的阻力損失比水更小，從而減少水泵的電耗。因而二元冰是一種具有相當(dāng)前途的供冷介質(zhì)。

近些年來(lái)，二元冰(或稱(chēng)為冰漿，Ice?Slurry)的制作研究與應(yīng)用越來(lái)越引起制冰界的注重。由于在二元冰制備過(guò)程中固體傳熱面上無(wú)冰層產(chǎn)生或冰層厚度很小，因此制冰過(guò)程傳熱系數(shù)大，傳熱溫差小，系統(tǒng)的COP提高較明顯。由于二元冰冰晶顆粒很小，因此可以達(dá)到很高的冰表面積，若用二元冰進(jìn)行冰蓄冷，無(wú)疑可使冰蓄冷技術(shù)更為經(jīng)濟(jì)有效，不但能夠?qū)崿F(xiàn)較高的制冰熱力效率，而且還可以實(shí)現(xiàn)較小的融冰溫差和很高的融冰速率。二元冰除適合于冰蓄冷空調(diào)外，還可以使許多化工或其它行業(yè)里略高于0℃的用冷場(chǎng)合也能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模冰蓄冷。

現(xiàn)有二元冰制備方式主要有過(guò)冷水制冰法、直接接觸式制冰法、刮削式制冰法、流化床制冰法，但上述幾種制備方式都存在不少缺點(diǎn)，體現(xiàn)在上述方式由于其制冰過(guò)程的特殊性，需要設(shè)計(jì)特殊的蒸發(fā)器。例如，過(guò)冷水制冰法對(duì)蒸發(fā)溫度的控制要求非常精確，技術(shù)難度甚高，而且經(jīng)過(guò)過(guò)冷器一次冷卻后的IPF為2％，故達(dá)到一定的IPF，水泵的能耗較高，而且過(guò)冷器內(nèi)結(jié)冰發(fā)生過(guò)于頻繁，必要的融冰措施降低了系統(tǒng)的可靠性和能效。直接接觸式制冰法要求相接觸的兩種介質(zhì)不互相溶解，因此制冷劑的選擇范圍較窄，且運(yùn)行一段時(shí)間后存在性能衰減問(wèn)題。刮削式制冰法必須配置有外部電機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)葉片，其結(jié)構(gòu)及制造工藝復(fù)雜，能耗大，故障率高。流化床制冰法系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)必須控制水在壁面的溫度和流速，以及冰晶的尺寸，同時(shí)需要防止換熱管發(fā)生冰堵，要同時(shí)達(dá)到這些控制要求，實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為困難。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的的在于提出一種二元冰的制備裝置，以解決現(xiàn)在的制備裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能耗高，容易出現(xiàn)冰堵的問(wèn)題。

本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題：

一種二元冰的制備裝置，其特征在于，包括：

真空室，所述真空室頂部設(shè)置有捕水冷盤(pán)管、噴嘴、不凝氣體排出口；所述真空室底部設(shè)置有二元冰排出口；

冷凝機(jī)組，所述冷凝機(jī)組與所述捕水冷盤(pán)管連接；

將所述真空室抽真空的真空泵，所述真空泵的進(jìn)口與所述真空室的不凝氣體排出口之間通過(guò)連接管道連接；

將二元冰泵出真空室的冰漿泵，所述冰漿泵的進(jìn)口與所述真空泵的排出口連接；

將用于制備二元冰的水泵送到所述噴嘴進(jìn)行噴射的水泵。

本實(shí)用新型的工作原理如下：

1)用真空泵抽取真空室內(nèi)的空氣，將所述真空室內(nèi)的壓力降至預(yù)定壓強(qiáng)；

2)將用于制備二元冰的水在所述真空室內(nèi)噴射，形成的細(xì)小水滴在所述真空室內(nèi)發(fā)生閃蒸現(xiàn)象；細(xì)小水滴的小部分閃蒸吸熱形成水蒸氣，同時(shí)，另外大部分水滴凝固成冰，形成二元冰積聚在所述真空室的底部；用捕水裝置捕集閃蒸形成的水蒸氣；用所述真空泵抽出制冰過(guò)程中滲入真空室內(nèi)的少量不凝氣體；

3)一段時(shí)間后，通過(guò)冰漿泵將二元冰泵送出真空室。

針對(duì)閃蒸過(guò)程中產(chǎn)生的大量水蒸氣，若僅采用真空泵排出，則存在能耗較高的問(wèn)題，本實(shí)用新型采用捕水冷盤(pán)管，將水蒸氣捕獲形成二元冰，真空泵僅用于將真空室降至預(yù)定壓力以及排出運(yùn)行過(guò)程中可能進(jìn)入真空室的少量不凝氣體，這樣既維持了真空，又降低了能耗。

進(jìn)一步，還包括供水水箱，所述供水水箱與所述真空室頂部的噴嘴之間通過(guò)連接管道連接；所述水泵設(shè)置在所述連接管道上；所述供水水箱內(nèi)設(shè)置有預(yù)冷盤(pán)管；所述預(yù)冷盤(pán)管與所述冷凝機(jī)組連接。這樣，可在步驟1)前將所述用于制備二元冰的水和真空室本身的溫度降低到預(yù)定溫度。將用于制備二元冰的水和真空室本身降溫(捕水冷盤(pán)管即可用于捕獲水蒸氣，也可用于制冰前對(duì)真空室進(jìn)行降溫)，這樣初始溫度較低，更容易生成二元冰，所生成二元冰的含冰率也會(huì)有所提高。

為了防止用于制備二元冰的水中的雜質(zhì)堵住噴嘴，本裝置還包括過(guò)濾裝置，所述過(guò)濾裝置設(shè)置在所述水泵與所述真空室的噴嘴之間的連接管道上。

為了過(guò)濾進(jìn)入管道的極少量冰晶，避免冰晶對(duì)連接在管道上真空泵造成破壞，本裝置還包括濾網(wǎng)，所述濾網(wǎng)設(shè)置在所述真空室的不凝氣體排除口與所述真空泵進(jìn)口之間的連接管道上。