一種雙工況丁烷制冰裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種雙工況丁烷制冰裝置，包括丁烷冰漿制冰循環(huán)系統(tǒng)以及冷凍水制冷循環(huán)系統(tǒng)；其中；丁烷冰漿制冰循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接并構(gòu)成回路的蓄冰槽、風(fēng)泵、第一換熱器、丁烷儲(chǔ)槽、第一水泵、蓄冰槽；風(fēng)泵與第二水泵相互并聯(lián)連接蓄冰槽；冷凍水制冷循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接并構(gòu)成回路的蓄冰槽、第二水泵、第二換熱器、第一換熱器、蓄冰槽第一換熱器出口連通蓄冰槽以及丁烷儲(chǔ)槽的管路分別設(shè)有第一閥門以及第二閥門。本發(fā)明專利技術(shù)的有益效果：供冷時(shí)段能同時(shí)運(yùn)行制冷工況且系統(tǒng)裝機(jī)容量小，換熱效率高，融冰過程負(fù)荷跟隨性好,成本低投資小，能實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模低成本高效蓄冰。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種雙工況丁烷制冰裝置
本專利技術(shù)涉及制冰
，尤其是一種雙工況丁烷制冰裝置。
技術(shù)介紹
采用熱泵制冰的方式可以分為兩類。第一類是水與冷媒直接熱交換方式，它換熱效率很高，傳熱能力很大，生成冰激凌式冰，融冰過程負(fù)荷跟隨性好，但由于生成腐蝕性氣體等，影響冷媒純度，影響制冷機(jī)運(yùn)行，已基本上被淘汰。第二類是水與冷媒間接熱交換方式，它又包括靜態(tài)制冰、非相變動(dòng)態(tài)制冰、接觸式載冷劑相變動(dòng)態(tài)制冰三種：1.靜態(tài)制冰裝置，即在冷卻管外或盛冰容器內(nèi)結(jié)冰，冰本身處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，在靜態(tài)制冰過程中，隨著制冰量的增加，水與冷源之間的熱阻逐漸增大，制冰率因而減小，能量損失增加。盡管靜態(tài)制冰系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)，目前已成為冰蓄冷系統(tǒng)應(yīng)用中的主流，但是它存在冰的靜態(tài)形成過程換熱效率低，融冰過程負(fù)荷跟隨性差,系統(tǒng)復(fù)雜，成本高投資大，尤其不能實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模低成本高效蓄冰。2.非相變動(dòng)態(tài)制冰裝置，該制冰過程中有冰晶、冰漿生成，且冰晶、冰漿處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，非相變動(dòng)態(tài)制冰使用的載冷劑包括過冷水、導(dǎo)熱液體和水溶液等，冰層不在換熱表面生長，因而水與冷源之間熱阻并不隨制冰過程的進(jìn)行而改變，制冰過程中一直保持較高的熱交換效率，制冷機(jī)可以在較佳工況下運(yùn)行；生成冰激凌式冰，融冰過程負(fù)荷跟隨性好，然而系統(tǒng)復(fù)雜，穩(wěn)定性差，載冷劑在換熱過程中靠液體流動(dòng)傳熱，換熱效率依然不太高，傳熱能力依然相對(duì)較小。3.接觸式載冷劑相變動(dòng)態(tài)制冰，中國專利申請(qǐng)?zhí)枮閆L201320180232.0、申請(qǐng)?zhí)枮閆L201220237000.X、申請(qǐng)?zhí)枮閆L201420181239.9以及專利申請(qǐng)?zhí)枮閆L201420181193.0均提供了一種基本類似的接觸式載冷劑相變動(dòng)態(tài)制冰裝置，都采用載冷劑，熱冷傳遞過程中載冷劑發(fā)生氣液相變，液態(tài)載冷劑通過蒸發(fā)，與水直接熱交換生成冰激凌式冰，氣態(tài)載冷劑通過冷凝直接放熱給冷源，換熱效率高，傳熱能力大，生成冰激凌式冰，融冰過程負(fù)荷跟隨性好，然而，都只能運(yùn)行制冰工況。該制冰裝置在用于供冷時(shí)，在需要即時(shí)供冷時(shí)段不能運(yùn)行制冷工況來減少制冷系統(tǒng)裝機(jī)容量以節(jié)省初投資，如果用制冰工況代替制冷工況，會(huì)增加制冰環(huán)節(jié)能耗，增加運(yùn)行成本。如果該制冰裝置在用于供冷時(shí)，全部采用閑時(shí)制冰蓄冰，則制冷系統(tǒng)裝機(jī)容量會(huì)明顯增加，初投資也會(huì)明顯增加。另外，常規(guī)制冷工況冷凍水直接進(jìn)板式換熱器不能實(shí)現(xiàn)低溫送風(fēng)來節(jié)省末端系統(tǒng)投資成本。故現(xiàn)有技術(shù)有待改進(jìn)和發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種供冷時(shí)段能同時(shí)運(yùn)行制冷工況，換熱效率高，融冰過程負(fù)荷跟隨性好,成本低投資小，能實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模低成本高效蓄冰的雙工況丁烷制冰裝置。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是：一種雙工況丁烷制冰裝置，包括丁烷冰漿制冰循環(huán)系統(tǒng)以及冷凍水制冷循環(huán)系統(tǒng)；其中；丁烷冰漿制冰循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接并構(gòu)成回路的蓄冰槽、風(fēng)泵、第一換熱器、丁烷儲(chǔ)槽、第一水泵、蓄冰槽；冷凍水制冷循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接并構(gòu)成回路的蓄冰槽、第二水泵、第二換熱器、第一換熱器、蓄冰槽風(fēng)泵與第二水泵分別連接蓄冰槽；第一換熱器出口連通蓄冰槽以及丁烷儲(chǔ)槽的管路分別設(shè)有第一閥門以及第二閥門；第二換熱器出口與風(fēng)泵出口間管路設(shè)有第三閥門。打開第二閥門關(guān)閉第一閥門與第三閥門則該裝置為丁烷冰漿制冰循環(huán)系統(tǒng)；打開第一閥門與第三閥門，關(guān)閉第二閥門，則該裝置為冷凍水制冷循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了丁烷冰漿制冰循環(huán)系統(tǒng)以及冷凍水制冷循環(huán)系統(tǒng)共存，按需切換，共用一個(gè)蓄冰槽以及第一換熱器，減少系統(tǒng)裝機(jī)容量，實(shí)現(xiàn)低溫送風(fēng)，提高整個(gè)裝置的換熱效率。所述第二換熱器與空調(diào)末端連接。第二換熱器與空調(diào)末端連接，第二換熱器的回水帶走從空調(diào)末端來的熱量，空調(diào)末端獲得冷量。在所述第二換熱器出口設(shè)有與所述蓄冰槽連通的第一支路，在該第一支路上設(shè)有第四閥門。打開第四閥門，空調(diào)系統(tǒng)采用融冰獨(dú)立供冷時(shí)，第二換熱器回水直接回蓄冰槽，使得水可以循環(huán)使用。所述第一換熱器采用氣水兩用滿液式冷凝蒸發(fā)器，熱泵系統(tǒng)的冷媒在管外，載冷劑在管內(nèi)，具有往液體出口端向下傾斜的斜度，該斜度為1:100-10：100，最優(yōu)為2:100，便于液體流出。載冷劑優(yōu)選為丁烷，丁烷也可以采用類似于丁烷難溶于水的低沸點(diǎn)物質(zhì)等替代。所述第一換熱器設(shè)有出風(fēng)口，該出風(fēng)口通過第二支路連通蓄冰槽。在所述第二支路上設(shè)有氣囊。所述第二支路連通風(fēng)泵。氣囊或風(fēng)泵接通循環(huán)系統(tǒng)，使系統(tǒng)既封閉又自動(dòng)保持常壓(大氣壓力)；出風(fēng)口通過第二支路連接風(fēng)泵或氣囊或蓄冰槽可以形成回風(fēng)循環(huán)，循環(huán)風(fēng)既便于從管內(nèi)不斷吹出冷凝的丁烷液體，也可以避免不凝性氣體在換熱器內(nèi)局部積聚，影響換熱效率。所述第一水泵安裝在所述蓄冰槽的水面以下，所述第一換熱器通過所述丁烷儲(chǔ)槽連通所述第一水泵進(jìn)口。所述第二換熱器為板式換熱器或熱管換熱器。本專利技術(shù)的有益效果：供冷時(shí)段能同時(shí)運(yùn)行制冷工況且系統(tǒng)裝機(jī)容量小，換熱效率高，融冰過程負(fù)荷跟隨性好,成本低投資小，能實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模低成本高效蓄冰。附圖說明圖1本專利技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標(biāo)記說明：1-第二換熱器、2-第四閥門、3-第三閥門、4-閥門、5-第一換熱器、6-閥門、7-第二閥門、8-丁烷儲(chǔ)槽、9-第一水泵、10-閥門、11-第一閥門、12-蓄冰槽、13-氣囊、14-風(fēng)泵、15-第二水泵、100-第一支路、200-第二支路。具體實(shí)施方式實(shí)施例：參閱圖1，一種雙工況丁烷制冰裝置主要包括蓄冰槽12、風(fēng)泵14、第一換熱器5、丁烷儲(chǔ)槽8、氣囊13、第一水泵9、第二水泵15、第二換熱器1等；它還包括系統(tǒng)內(nèi)相連接的管道、閥門等；該雙工況丁烷制冰裝置設(shè)有丁烷冰漿制冰循環(huán)與冷凍水制冷循環(huán)兩套循環(huán)系統(tǒng)，通過閥門切換按需獨(dú)立運(yùn)行。蓄冰槽12、風(fēng)泵14、第一換熱器5、丁烷儲(chǔ)槽8、第一水泵9、蓄冰槽12相連接，閥門4、第二閥門7、閥門10打開，第三閥門3第一閥門11關(guān)閉，形成丁烷冰漿制冰循環(huán)系統(tǒng)；蓄冰槽12、第二水泵15、第二換熱器1、第一換熱器5、蓄冰槽12相連接，第三閥門3和第一閥門11打開，形成冷凍水制冷循環(huán)系統(tǒng)，第二換熱器1與空調(diào)末端連接，第二換熱器1的回水帶走從空調(diào)末端來的熱量，空調(diào)末端獲得冷量；融冰獨(dú)立供冷時(shí)，打開設(shè)置在第一支路100上的第四閥門2，第三閥門3關(guān)閉，第二換熱器1回水直接回蓄冰槽12。氣囊13接通蓄冰槽12，使蓄冰槽12既封閉又自動(dòng)保持常壓(大氣壓力)；第一換熱器5是熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器，第一換熱器5的冷源由熱泵系統(tǒng)提供，第一換熱器5的熱量由熱泵系統(tǒng)帶走；第一換熱器5采用氣水兩用滿液式冷凝蒸發(fā)器，熱泵系統(tǒng)的冷媒在管外，載冷劑(丁烷或水)在管內(nèi)，氣水兩用滿液式冷凝蒸發(fā)器有往丁烷液體出口端往下傾斜的角度，斜度約為1:100-10：100，最優(yōu)為2:100，便于丁烷液體流出；氣水兩用滿液式冷凝蒸發(fā)器在丁烷液體出口端設(shè)有出風(fēng)口，出風(fēng)口通過管道連接氣囊13可以形成回風(fēng)循環(huán)，循環(huán)風(fēng)既便于從管內(nèi)不斷吹出冷凝的丁烷液體，也可以避免不凝性氣體在第一換熱器5內(nèi)局部積聚，影響換熱效率；第一換熱器5中載冷劑(丁烷或水)溫度控制在0℃以上。第一水泵9安裝在蓄冰槽12的水面以下，第一換熱器5通過丁烷儲(chǔ)槽8連通第一水泵9進(jìn)口。丁烷冰漿制冰循環(huán)具體循環(huán)流程為閥門4打開，氣態(tài)丁烷通過風(fēng)泵14加壓進(jìn)入第一換熱器5，氣態(tài)丁烷通過冷凝為液態(tài)直接放熱給第一換熱器5，打開設(shè)置在第二支路200上且位于第一換熱器5出風(fēng)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種雙工況丁烷制冰裝置，其特征在于，包括丁烷冰漿制冰循環(huán)系統(tǒng)以及冷凍水制冷循環(huán)系統(tǒng)；其中；丁烷冰漿制冰循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接并構(gòu)成回路的蓄冰槽(12)、風(fēng)泵(14)、第一換熱器(5)、丁烷儲(chǔ)槽(8)、第一水泵(9)、蓄冰槽(12)；冷凍水制冷循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接并構(gòu)成回路的蓄冰槽(12)、第二水泵(15)、第二換熱器(1)、第一換熱器(5)、蓄冰槽(12)；風(fēng)泵(14)與第二水泵(15)分別連接蓄冰槽(12)；第一換熱器(5)出口連通蓄冰槽(12)以及丁烷儲(chǔ)槽(8)的管路分別設(shè)有第一閥門(11)以及第二閥門(7)；第二換熱器(1)出口與風(fēng)泵(14)出口間管路設(shè)有第三閥門(3)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種雙工況丁烷制冰裝置，其特征在于，包括丁烷冰漿制冰循環(huán)系統(tǒng)以及冷凍水制冷循環(huán)系統(tǒng)；其中；丁烷冰漿制冰循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接并構(gòu)成回路的蓄冰槽(12)、風(fēng)泵(14)、第一換熱器(5)、丁烷儲(chǔ)槽(8)、第一水泵(9)、蓄冰槽(12)；冷凍水制冷循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接并構(gòu)成回路的蓄冰槽(12)、第二水泵(15)、第二換熱器(1)、第一換熱器(5)、蓄冰槽(12)；風(fēng)泵(14)與第二水泵(15)分別連接蓄冰槽(12)；第一換熱器(5)出口連通蓄冰槽(12)以及丁烷儲(chǔ)槽(8)的管路分別設(shè)有第一閥門(11)以及第二閥門(7)；第二換熱器(1)出口與風(fēng)泵(14)出口間管路設(shè)有第三閥門(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙工況丁烷制冰裝置，其特征在于，所述第二換熱器(1)與空調(diào)末端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙工況丁烷制冰裝置，其特征在于，在所述第二換熱器(1)出口設(shè)有與所述蓄冰槽(12)連通的第一支路(100)，在該第一支路...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：董凱軍，羅良宜，胡濤，陳照杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國科學(xué)院廣州能源研究所，東莞市耐特比克節(jié)能科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44