專利名稱：一種動(dòng)態(tài)制備冰漿的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動(dòng)態(tài)制備冰漿的裝置，用于制備冰漿。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)久以來(lái)，冰在空調(diào)、保鮮以及工業(yè)加工過(guò)程中都有著廣泛的應(yīng)用，尤其值得一提的是，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，造成了電力供應(yīng)緊張，電網(wǎng)負(fù)荷不平衡現(xiàn)象日益突出，日用電峰谷差和年用電峰谷差增大。冰蓄冷成為一種重要的解決方法，有著重要的節(jié)能意義。盡管我國(guó)在冰蓄冷空調(diào)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用方面取得了一定的進(jìn)展，但仍處于起步 階段，遠(yuǎn)不能與美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在我國(guó)研究和推廣冰蓄冷空調(diào)技術(shù)前景非常廣闊。冰蓄冷的關(guān)鍵技術(shù)之一是制冰技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)外冰蓄冷系統(tǒng)的制冰技術(shù)有兩大類靜態(tài)制冰與動(dòng)態(tài)制冰。目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的是冰盤管和封裝冰球蓄冷系統(tǒng)，但是對(duì)于冰球蓄冰，內(nèi)、外盤管蓄冰方法而言，共同的特點(diǎn)就是冰的形成過(guò)程屬于一個(gè)靜態(tài)的范疇，當(dāng)冰在固體制冷面上形成后，由于冰的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于金屬的導(dǎo)熱系數(shù)，如o°c時(shí)的銅和鋁的導(dǎo)熱系數(shù)分別為401和236，而冰僅為2，冰層的存在造成很大的傳熱熱阻，并隨冰層厚度的增加而急劇增大，從而造成系統(tǒng)傳熱溫差大，制冰能耗高，制冰速度也隨冰層的增厚而變慢。由此可見(jiàn)，在制冰過(guò)程中若能避免固體傳熱面結(jié)冰則可大大提高制冰系統(tǒng)的熱力效率。近些年來(lái)，流體冰(又稱為冰漿，Ice Slurry)的產(chǎn)生與應(yīng)用在制冰界引起廣泛注重。流體冰是由細(xì)小冰顆粒與水構(gòu)成的混合物，由于流體冰制取過(guò)程中在固體傳熱面上無(wú)冰層產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)完全流動(dòng)換熱，是動(dòng)態(tài)制冰范疇，因此動(dòng)態(tài)制冰過(guò)程傳熱溫差小，制取流體冰的熱力性能系數(shù)可比制取塊冰提高近一倍。并且由于所制取的流體冰具有蓄冷密度大、傳熱性能良好，可流動(dòng)性與可泵送性等顯著優(yōu)點(diǎn)。動(dòng)態(tài)制冰技術(shù)與傳統(tǒng)的靜態(tài)制冰技術(shù)相比具有無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，基于動(dòng)態(tài)制冰技術(shù)的冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的研究開發(fā)成為熱點(diǎn)問(wèn)題。但是由于制取流體冰技術(shù)的設(shè)備成本高，系統(tǒng)可靠性低以及技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)大等問(wèn)題，雖然已有少量的工程應(yīng)用，但是目前這項(xiàng)冰蓄冷空調(diào)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展仍受到很大的限制，并主要處于試驗(yàn)研究階段。傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)制流體冰裝置的蓄水槽、換熱器、蓄冰槽是分開的，各個(gè)部件之間通過(guò)輸送管路閥門等連接起來(lái)，輸送管路過(guò)程中存在很多功率和熱量消耗的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種動(dòng)態(tài)制備冰漿的裝置，已解決現(xiàn)有技術(shù)中因?yàn)橹票b置的各個(gè)部件是分開的需要通過(guò)管路進(jìn)行連接而造成的功率和熱量消耗的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種動(dòng)態(tài)制備冰漿的裝置，包括管式換熱器，管式換熱器的腔體中具有兩個(gè)換熱管固定板，兩個(gè)換熱管固定板將腔體的內(nèi)腔分為上腔、下腔和中腔，腔體的中腔中布設(shè)有換熱管，各個(gè)換熱管的兩端分別固定在兩換熱管固定板上并分別與上腔和下腔連通，腔體上于一個(gè)換熱管固定板處設(shè)置有制冷劑進(jìn)口，腔體上于另一個(gè)換熱管固定板處設(shè)置有制冷劑出口，制冷劑進(jìn)口和制冷劑出口分別與中腔連通，腔體的上部設(shè)置有與上腔連通的進(jìn)水口，腔體的底端面上設(shè)置有與下腔連通的出口，上腔中固定設(shè)置有下端自由伸入各自對(duì)應(yīng)的換熱管的端口中的導(dǎo)流柱，導(dǎo)流柱與換熱管間隙配合。所述的導(dǎo)流柱與各自對(duì)應(yīng)的換熱管同軸設(shè)置。所述的導(dǎo)流柱的外周面的下端部為擴(kuò)口朝向下端的截頭錐面。所述的導(dǎo)流柱的截頭錐面的下端沿與換熱管的內(nèi)壁之間的間隙為I. 5mm。
所述的導(dǎo)流柱為管狀導(dǎo)流柱。所述的出口下方設(shè)置有頂端伸入出口內(nèi)的錐形擋板。所述出口上連通設(shè)置有蓄冰槽，蓄冰槽與腔體固定相連，錐形擋板的底端處在蓄冰槽內(nèi)。所述蓄冰槽的底部側(cè)壁上設(shè)置有第一冰漿出口。所述蓄冰槽的底壁上設(shè)置有第二冰漿出口。所述導(dǎo)流柱通過(guò)導(dǎo)流柱固定板固定在上腔中，所述導(dǎo)流柱固定板固定設(shè)置在進(jìn)水口上方的腔體內(nèi)壁上，所述導(dǎo)流柱固定穿設(shè)在導(dǎo)流柱固定板上。本發(fā)明的管式換熱器的腔體的內(nèi)腔被兩個(gè)換熱管固定板分為了上腔、下腔和中腔，上腔與進(jìn)水口連通用于蓄水，進(jìn)入中腔中的制冷劑冷卻流入換熱管中的水產(chǎn)生冰晶，冰水混合物流入下腔中儲(chǔ)存，這樣，上腔充當(dāng)蓄水池，下腔用于蓄冰，中腔部位為換熱部位，將蓄水槽、換熱器、蓄冰結(jié)構(gòu)集成為了一體，省去了相互連接的管道，使得整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，易于安裝，使用方便，也避免了出現(xiàn)傳統(tǒng)設(shè)備之間管路系統(tǒng)安裝的復(fù)雜性的問(wèn)題，同時(shí)避免了因流體在管路中流動(dòng)而產(chǎn)生的損失。同時(shí)，上腔中固定設(shè)置有下端自由伸入各自對(duì)應(yīng)的換熱管的端口中的導(dǎo)流柱，導(dǎo)流柱與換熱管間隙配合，這樣進(jìn)入上腔中的水會(huì)在導(dǎo)流柱的導(dǎo)流下均勻進(jìn)入各個(gè)換熱管中。本發(fā)明的導(dǎo)流柱的外周面的下端部為擴(kuò)口朝向下端的截頭錐面，由于導(dǎo)流柱上部流下來(lái)的水在截頭錐面的導(dǎo)流下流向換熱管的內(nèi)壁面，可以使得水流貼著換熱管的內(nèi)壁面流動(dòng)，最大限度的提高換熱效率。本發(fā)明的導(dǎo)流柱的截頭錐面的下端沿與換熱管的內(nèi)壁之間的間隙為I. 5mm，可以保證水在換熱管的內(nèi)壁面上形成液膜并以液膜形式向下流動(dòng)。本發(fā)明的出口下方設(shè)置有頂端伸入出口內(nèi)的錐形擋板，當(dāng)來(lái)自換熱管的過(guò)冷的水撞擊在錐形擋板上時(shí)會(huì)結(jié)成冰晶，并在錐形擋板的導(dǎo)流下由出口流出，提高產(chǎn)物中的含冰率，并防止流體冰在下腔中發(fā)生堵塞。本發(fā)明的出口上連通設(shè)置有蓄冰槽，蓄冰槽與腔體固定相連，蓄冰槽與下腔連通，擴(kuò)充了蓄冰的空間，使得流體冰的生產(chǎn)得以持續(xù)進(jìn)行。
圖I是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖2是圖I中的局部放大圖。
具體實(shí)施例方式一種動(dòng)態(tài)制備冰漿的裝置的實(shí)施例，在圖廣2中，該裝置的核心部件為一個(gè)管式換熱器，管式換熱器的外側(cè)具有腔體1，腔體I內(nèi)固定設(shè)置有將腔體I的內(nèi)腔分割成上腔4、中腔9和下腔11的兩個(gè)換熱管固定板3。中腔9中布設(shè)有換熱管8，各個(gè)換熱管8的兩端分別固定穿設(shè)在對(duì)應(yīng)的換熱管固定板3上，各個(gè)換熱管8的兩端還分別伸入上腔4和下腔11并分別與上腔4和下腔11連通。腔體I的中間部位設(shè)置有制冷劑進(jìn)口 10和制冷劑出口 2，制冷劑進(jìn)口 10和制冷劑出口 2均與中腔9連通，制冷進(jìn)口靠近一個(gè)換熱管固定板3，制冷劑出口 2靠近另一個(gè)換熱管固定板3，在本實(shí)施例中，制冷劑進(jìn)口 10靠近下部的換熱管固定板3，制冷劑出口 2靠近上部的換熱管固定板3。腔體I的上部設(shè)置有進(jìn)水口 7，進(jìn)水口 7與上腔4連通。腔體I的底端面上是設(shè)置有出口，出口與下腔11連通。上腔4中固定設(shè)置有導(dǎo)流柱6，導(dǎo)流柱6通過(guò)固定設(shè)置在上腔4中的導(dǎo)流柱固定板5固定在上腔4中，導(dǎo)流柱固定板5固定設(shè)置在腔體I的內(nèi)壁上，并且導(dǎo)流柱固定板5處于進(jìn)水口 7的上方。導(dǎo)流柱6的上端固定穿設(shè)在導(dǎo)流柱固定板5上。導(dǎo)流柱6與換熱管8 一一對(duì)應(yīng)，并且各個(gè)導(dǎo)流柱6與對(duì)應(yīng)的換熱管8同軸設(shè)置，導(dǎo)流柱6的下端自由伸入各自對(duì)應(yīng)的換熱管8的端口中，導(dǎo)流柱6與換熱管8間隙配合。導(dǎo)流柱6的下端伸入換熱管5mm,導(dǎo)流柱6的外周面的下端部為擴(kuò)口朝向下端的截頭錐面，截頭錐面的下端沿與換熱管8的內(nèi)壁之間的間隙為I. 5_，也就是說(shuō)截頭錐面的下端沿的直徑比換熱管8的內(nèi)徑小3mm。導(dǎo)流柱6內(nèi)具有內(nèi)孔，導(dǎo)流柱6為管狀導(dǎo)流柱。在出口上連通設(shè)置有蓄冰槽14，蓄冰槽14的端口與出口連通，蓄冰槽14與腔體I固定設(shè)置在一起。蓄冰槽14內(nèi)固定設(shè)置有錐形擋板15，錐形擋板15的頂端伸入出口內(nèi)，錐形擋板15的底端處在蓄冰槽14內(nèi)。在蓄冰槽14的底部側(cè)壁上設(shè)置有第一冰漿出口 13，在蓄冰槽14的底壁上設(shè)置有第二冰漿出口 12。本實(shí)施例中的腔體為分體式的，由圍成上腔4的上腔4體、圍成中腔的中腔體以及圍成下腔的下腔體組成，上腔4體、下腔體以及中腔體通過(guò)法蘭固定連接成腔體。下腔體與蓄冰槽一體固連。上述實(shí)施例中的導(dǎo)流柱為管狀導(dǎo)流柱，也可以是實(shí)心的導(dǎo)流柱。上述實(shí)施例中的導(dǎo)流柱通過(guò)導(dǎo)流柱固定板5固定在上腔4中，也可以直接固定在腔體的內(nèi)壁上。上述實(shí)施例中的導(dǎo)流柱的外周面的下端部為擴(kuò)口朝向下端的截頭錐面，也可以不設(shè)置截頭錐面。上述實(shí)施例中的導(dǎo)流柱伸入換熱管5mm，截頭錐面的下端沿與換熱管的內(nèi)壁之間的間隙為I. 5_，根據(jù)管式換熱器的尺寸大小，可以調(diào)整導(dǎo)流柱伸入換熱管的長(zhǎng)度，以及截頭錐面的下端沿與換熱管的內(nèi)壁之間的間隙。上述實(shí)施例中的出口的下方設(shè)置有錐形擋板，在含冰率要求不高的情況下，也可以不設(shè)置錐形擋板。上述實(shí)施例中的腔體下端連通設(shè)置有蓄冰槽，在下腔足夠大的情況下也可以不設(shè)蓄冰槽。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)態(tài)制備冰漿的裝置，包括管式換熱器，管式換熱器的腔體中具有兩個(gè)換熱管固定板，兩個(gè)換熱管固定板將腔體的內(nèi)腔分為上腔、下腔和中腔，腔體的中腔中布設(shè)有換熱管，各個(gè)換熱管的兩端分別固定在兩換熱管固定板上并分別與上腔和下腔連通，其特征在干腔體上于ー個(gè)換熱管固定板處設(shè)置有制冷劑進(jìn)ロ，腔體上于另ー個(gè)換熱管固定板處設(shè)置有制冷劑出口，制冷劑進(jìn)口和制冷劑出口分別與中腔連通，腔體的上部設(shè)置有與上腔連通的進(jìn)水ロ，腔體的底端面上設(shè)置有與下腔連通的出ロ，上腔中固定設(shè)置有下端自由伸入各自對(duì)應(yīng)的換熱管的端口中的導(dǎo)流柱，導(dǎo)流柱與換熱管間隙配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的動(dòng)態(tài)制備冰漿的裝置，其特征在于所述的導(dǎo)流柱與各自對(duì)應(yīng)的換熱管同軸設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)態(tài)制備冰漿的裝置，其特征在于所述的導(dǎo)流柱的外周面的下端部為擴(kuò)ロ朝向下端的截頭錐面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動(dòng)態(tài)制備冰漿的裝置，其特征在于所述的導(dǎo)流柱的截頭錐面的下端沿與換熱管的內(nèi)壁之間的間隙為I. 5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動(dòng)態(tài)制備冰漿的裝置，其特征在于所述的導(dǎo)流柱為管狀導(dǎo)流柱。
6.根據(jù)權(quán)利要求廣5中任意一項(xiàng)所述的動(dòng)態(tài)制備冰漿的裝置，其特征在于所述的出口下方設(shè)置有頂端伸入出口內(nèi)的錐形擋板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動(dòng)態(tài)制備冰漿的裝置，其特征在于所述出口上連通設(shè)置有蓄冰槽，蓄冰槽與腔體固定相連，錐形擋板的底端處在蓄冰槽內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動(dòng)態(tài)制備冰漿的裝置，其特征在于所述蓄冰槽的底部側(cè)壁上設(shè)置有第一冰漿出口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的動(dòng)態(tài)制備冰漿的裝置，其特征在于所述蓄冰槽的底壁上設(shè)置有第二冰漿出口。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的動(dòng)態(tài)制備冰漿的裝置，其特征在于所述導(dǎo)流柱通過(guò)導(dǎo)流柱固定板固定在上腔中，所述導(dǎo)流柱固定板固定設(shè)置在進(jìn)水口上方的腔體內(nèi)壁上，所述導(dǎo)流柱固定穿設(shè)在導(dǎo)流柱固定板上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種動(dòng)態(tài)制備冰漿的裝置，其管式換熱器的腔體中具有兩個(gè)換熱管固定板，兩個(gè)換熱管固定板將腔體的內(nèi)腔分為上腔、下腔和中腔，腔體的中腔中布設(shè)有換熱管，各個(gè)換熱管的兩端分別固定在兩換熱管固定板上并分別與上腔和下腔連通，腔體上于一個(gè)換熱管固定板處設(shè)置有制冷劑進(jìn)口，腔體上于另一個(gè)換熱管固定板處設(shè)置有制冷劑出口，制冷劑進(jìn)口和制冷劑出口分別與中腔連通，腔體的上部設(shè)置有與上腔連通的進(jìn)水口，腔體的底端面上設(shè)置有與下腔連通的出口，上腔中固定設(shè)置有下端自由伸入各自對(duì)應(yīng)的換熱管的端口中的導(dǎo)流柱，導(dǎo)流柱與換熱管間隙配合。在本發(fā)明中上腔充當(dāng)蓄水池，下腔用于蓄冰，中腔部位為換熱部位，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。
文檔編號(hào)F25C1/00GK102679651SQ20111043276
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者徐斌, 梁坤峰, 段雪濤, 王全海, 王林 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)