[发明专利]一种流态冰的制取方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种流态冰的制取方法及其装置。

背景技术

冰蓄冷技术是目前电力“移峰填谷”和解决电力不足的重要方法之一。该技术利用夜间廉价且充裕的电力高效地制冰蓄冷，在电力尖峰时间融冰释冷。为了克服静态冰蓄冷的固有缺陷，各种动态冰蓄冷方式成为目前研究的热点。流态冰作为动态制冰的一种，它是以水为基础的悬浮冰颗粒的溶液，它可以被泵抽取，另外由于冰浆由许多微小的冰晶组成，这使得它与传统的冰槽蓄冷相比在热交换时有较大的换热面积，能更有效地适应冷负荷的变化，而且在系统冷负荷变化时，温度控制的准确性和稳定性大大提高。从应用范围来看，流态冰不仅可以应用到冰蓄冷空调系统中，还可以应用到食品冷藏、渔业生产、消防和临床医学等领域，其应用前景非常广阔。

   目前流态冰制冰方法主要有直接接触式制冰法、刮削式制冰法、真空式制冰法和过冷水法。直接接触式制冰法要求相接触的两种介质不互相溶解，因此制冷剂的选择范围较窄，且运行一段时间后存在性能的衰减问题。另外，由于不可能完全将水与冷媒分离，制成的冰被乳化污染，对于在食品保鲜相关行业中的应用是不利的，环保性差。刮削式制冰法必须配置有外部电机驱动的旋转叶片，其结构及制造工艺复杂，能耗大，故障率高。真空式制冰法在制冰过程中需要保持真空，整个装置的气密性和真空度要求较高，结构比较复杂。过冷水法是通过水在过冷却器中被冷却至过冷状态（低于0℃），然后进入蓄冰槽，在蓄冰槽中，过冷水过冷状态消除成为冰水混合物，其中的冰留在蓄冰槽中，水被分离出去再次进入过冷却器。过冷水动态制冰过程中，水与冷媒之间始终保持恒定的较高的换热系数，制冰率较高，能量损失较小，但水的过冷状态是一个不稳定的状态，很难保持并极易发生相变，因此过冷水经常在遇到解冷装置之前就在过冷却器内结冰，从而产生冰堵的问题，同时，对蒸发温度的控制要求非常精确，难度较大。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是，提供一种流态冰的制取方法及其装置，可以解决冰堵和能效低的问题，具有很好的节能效果。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的流态冰的制取方法包括同时进行的湿空气冷凝制冰循环和制冷剂循环，制冷剂循环为湿空气冷凝制冰循环提供冷源，其中：所述的湿空气冷凝制冰循环是：高湿空气在风机的作用下，经过风量调节阀的调节后，进入制冰室的外筒内壁和制冰室的内筒外壁之间的通道中；高湿空气在该通道中与制冰室外筒壁外处的低温制冷剂进行热交换，变成湿空气；湿空气冷却凝结，从空气中凝结出来的细小水滴在下降过程中与冷凝后的湿空气继续发生热量交换而进一步冷却；冷却过冷后的水滴，经过冷水解冷器解冷后产生冰晶，未结冰的水滴经储冰槽下部的冰水分离器分离后流出储冰槽；冷凝过后的低温低湿空气通过制冰室内筒排出；在排出的过程中，低温低湿空气通过内筒壁面与送入制冰室的高湿空气进行换热，使高湿空气冷却效果得到进一步强化；然后将制冰室内筒中的低温低湿空气排入淋激式冷凝器中，低温低湿空气吸收制冷剂循环的部分冷凝热，并加湿后变成高湿空气；淋激式冷凝器将高湿空气排出，在风机的作用下再一次进入制冰室中冷凝制冰，从而完成一个湿空气冷凝制冰循环；所述的制冷剂循环是：制冷压缩机将高温高压气态制冷剂排入淋激式冷凝器中，淋激式冷凝器中的循环水和制冰室排出的低温低湿空气冷却该制冷剂；随后，淋激式冷凝器将冷却后的制冷剂排入空气冷凝器中，制冷剂进一步冷凝液化，形成高压液态制冷剂；高压液态制冷剂经膨胀阀节流后，进入制冰室；通过外筒的壁面，制冷剂与制冰室内的高湿空气发生热量交换，吸收高湿空气的热量并汽化后，制冷压缩机将制冷剂吸入，从而完成了一个完整的制冷剂循环。

将所述的制冰室内筒排出的湿空气，和淋激式冷凝器排出的湿空气，在热交换器中进行显热交换。