[發明專利]無雜質型二元冰系統

無效

• 申請號: 201110408562.6
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN102494447A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 羅紅宇;徐梅英;徐佳晶
• 申請（專利權）人: 浙江海洋學院普陀科學技術學院
• 主分類號: F25C1/00
• 分類號: F25C1/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所 33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本發明涉及一種循環式制冷裝置，尤其涉及無雜質型二元冰系統。

背景技術

二元冰是指某類水溶液和冰晶粒子的混合物，是呈泥漿狀的懸浮液，其流動性很好，能夠被泵輸送，通常也稱為“冰漿”。由于二元冰內含有冰晶顆粒，所以在冰晶融解時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，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前途的供冷介質。近些年來，二元冰（或稱為冰漿，Ice?Slurry）的制作研究與應用越來越引起制冰界的注重。由于在二元冰制備過程中固體傳熱面上無冰層產生或冰層厚度很小，因此制冰過程傳熱系數大，傳熱溫差小，系統的COP提高較明顯。由于二元冰冰晶顆粒很小，因此可以達到很高的冰表面積，若用二元冰進行冰蓄冷，無疑可使冰蓄冷技術更為經濟有效，不但能夠實現較高的制冰熱力效率，而且還可以實現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外，還可以使許多化工或其它行業里略高于0℃的用冷場合也能夠實現大規模冰蓄冷。現有二元冰制備方式主要有過冷水制冰法、直接接觸式制冰法、刮削式制冰法、流化床制冰法，但上述凡種制備方式都存在不少缺點，體現在上述方式由于其制冰過程的特殊性，需要設計特殊的蒸發器。例如，過冷水制冰法對蒸發溫度的控制要求非常精確，技術難度甚高，而且經過過冷器一次冷卻后的IPF為2%，故達到一定的IPF，水泵的能耗較高，而且過冷器內結冰發生過于頻繁，必要的融冰措施降低了系統的可靠性和能效。直接接觸式制冰法要求相接觸的兩種介質不互相溶解，因此制冷劑的選擇范圍較窄，且運行一段時間后存在性能衰減問題。刮削式制冰法必須配置有外部電機驅動的旋轉葉片，其結構及制造工藝復雜，能耗大，故障率高。流化床制冰法系統運行時必須控制水在壁面的溫度和流速，以及冰晶的尺寸，同時需要防止換熱管發生冰堵，要同時達到這些控制要求，實現起來較為困難。現有二元冰制備裝置層出不窮，如中國實用新型專利《一種二元冰的制備裝置》，專利號ZL200720073247.1，公開了一種二元冰的制備裝置，包括：真空室，所述真空室頂部設置有捕水冷盤管、噴嘴、不凝氣體排出口；所述真空室底部設置有二元冰排出口；冷凝機組，所述冷凝機組與所述捕水冷盤管連接；將所述真空室抽真空的真空泵，所述真空泵的進口與所述真空室的不凝氣體排出口之間通過連接管道連接；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行噴射的水泵。本實用新型結構簡單，操作方便，能耗低，不易發生冰堵；使用本實用新型制備二元冰，解決了傳統制冰方式存在冰層熱阻問題。然而，二元冰系統的配套裝置，尚待進一步開發，以適應現實需求。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術提供一種結構新穎、凈化效率高、維持成本低廉、適于規模化使用、結構緊湊、節約水源的無雜質型二元冰系統。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：無雜質型二元冰系統，其包括經管道依次相連冰漿凈化器、泵、儲液箱、連接有制冷機的制冷管和儲冰箱，并且管道的管路內部具有冰漿液；泵為增壓泵；位于儲液箱和制冷管內的冰漿液壓力為0.15MPa至3MPa，冰漿液位于制冷管射流出口附近的溫度為-5℃至4℃；制冷管射流出口上安裝有能限制儲液箱和制冷管內的冰漿液壓力的節流閥；儲液箱上制有能單向通入氣體或液體的單向輸入裝置。冰漿液經增壓泵增壓后進入儲液箱和制冷管內，由于壓力較高，因此，冰漿液為液態。并且，儲液箱通入的二氧化碳溶入冰漿液形成低溫高壓的飽和二氧化碳溶液。當溶有大量二氧化碳的冰漿液從節流閥中噴出時，壓力驟降，在二氧化碳析出、冰漿液結冰的共同作用下，冰漿液中形成冰晶，產生二元冰，儲存在儲冰箱內按需取用。使用后的冰漿液經冰漿凈化器處理凈化后，由增壓泵增壓后進入儲液箱有重復利用。

為優化上述技術方案，采取的措施還包括：

冰漿凈化器具有桶體；桶體上沿口配合設有功能片；功能片套設有上殼體，并且功能片與上殼體間夾合形成螺旋進水道，并且螺旋進水道的末端制有能將流體螺旋噴出的噴射口；桶體內的中軸上共軸設有圓筒形的次級沉淀桶；次級沉淀桶側周的上部套設有均布有過水孔的整流罩。螺旋進水道對初始流入的二元冰漿混合物進行預壓縮并形成環流經噴射口流入整流罩與桶體內壁之間。經離心作用，二元冰漿混合物中較大顆粒的污物落入桶體底部。經過初次凈化的二元冰漿混合物經過水孔進入次級沉淀桶再次沉淀后經功能片上的管道排出。