[发明专利]带预冷套的气体直接接触式冰浆的制取装置

说明书

技术领域

本发明包括了一种能够快速制取冰浆的装置系统以及方法，本发明也涉及关于该装置在实际生产生活当中快速制取的冰浆的应用。

背景技术

一些大中城市的空调用电占其高峰用电的20％以上，然而电网峰谷负荷差值高达40％，造成发电资源很大的闲置，夜间电力资源极大浪费。冰蓄冷技术是对能源的一种储备，其原理是利用夜间较廉价的低谷电力制冰，并把冷量储存起来，在用电高峰时将冰溶化时的相变潜热释放出来，所获得的冷量提供空调等制冷服务。现在各国都在鼓励使用蓄冷空调，可见冰蓄冷已成为非常重要的一项科学技术，但是目前该技术仍然存在很大的提升空间。

现有的技术是将许多球体堆集在一个圆柱形蓄冷罐内，使载冷剂从球间流过并换热，而冰球的蓄冷凝结是很复杂的传热问题。很多学者在研究冰浆对于系统换热性能和冰堵等的影响，以冰浆作媒介来接收和传递冷量。而冰浆的制取又有着不同的方法，我们将参考已有以气体直接接触式制取冰浆的方式，并提出自己的想法和创意，设计出自己的冰浆制取方法，进行相应的实验研究并对相应的环节进行修改和完善。

目前使用最广泛的技术是将比热容较大的溶液做成冰球形式来存储冷量，制冷剂从冰球间流过以达到换热目的。通过查阅资料，我们发现可以通过改善现有的制取方法，采用更加高效经济的方式，使得此换热过程的效果进一步提高，即使用具有良好的流动性的“冰浆”代替冰球以达到促进换热过程效率的目的。

目前，最新提出的动态制冰过程是采用过冷气体直接接触混合水溶液制取冰浆。具体流程就是从储存罐里出来的气体，通过某种方式(如液氮、低温制冷机等)将其冷却并降低到一定的温度，然后将其送入到一个装有水溶液的发生装置，让低温气体与该溶液相互接触，就会生成冰浆，气体可以循环利用或排入大气当中。由于此方法生产出来的冰浆比较细腻、流动性很好、质量含冰率较高，可以直接应用到实际制冷循环或者其它生产生活方面。本装置就是基于这种气体直接接触式制冰原理，在此基础上改进了实验发生装置，并且增加了预冷套及喷嘴，设计出了一套能够高效、快速制取冰浆的装置系统。

发明内容

本发明的目的在于制造出一个能够高效、快速制取冰浆的装置系统。

本发明的另外一个目的就是提供本发明装置在实际生产生活当中的应用。

本发明的上述目的采用如下技术方案来实现：

本发明是冰蓄冷场合的基于气体直接接触式的快速冰浆制取，系统装置主要由气体供应装置、流量计量控制装置、温度测量装置、冷却装置、回热装置以及冰浆发生装置六个装置组成，它们之间由聚乙烯管连接。所述气体供应装置是一种为该冰浆快速制取系统运行提供载冷剂气体的装置，它的作用就是为系统运行提供源源不断的载冷剂气体。所述载冷剂可以是常见的空气、载冷剂气体或者其它气体，对于比较难获得的气体可以采取循环利用以降低成本。

所述流量计量控制装置是与气体供应装置直接连接的，目的用于合理控制气体流量以及计量气体用量。

所述温度测量装置分为三种：热电偶测温装置、数显温度计及气体测温仪。热电偶测温装置用于测量经过回热器和冷却装置冷却后气体的温度；数显温度计用于测量溶液的温度；气体测温仪用于测量与溶液充分换热后气体的温度。

所述冷却装置是用来获取低温气体的装置，它可以利用一些低温物质(如液氮)直接冷却降温，也可以是利用制冷机直接冷却降温。后者可以利用夜间低谷电来驱动制冷机给气体降温，以实现节能。

所述回热装置是将冷量回收利用的装置。由于与溶液充分热交换后的气体温度还是相当低的，利用回热器将这部分冷量收集起来，将气体在进入冷却装置前先进行一定的降温。

所述冰浆发生装置是本系统的核心装置，是实现冰浆能够高效快速制取的关键部分。主要由双层储存器、预冷套及喷头组成。所谓双层储存器是利用真空隔热原理，将两层中间部分抽成真空以便减少载冷剂气体在装置中流动过程当中向环境的冷量散失；所谓预冷套是由紫铜管围绕制取冰浆装置盘环而成，气体在流经盘环状紫铜管时，可以先将溶液进行预冷，增加气体在装置当中的滞留时间，以便提高整体的换热效率，减少制取冰浆的时间，快速获取冰浆；所谓喷头是将流动气体发散喷出以便增加气体与溶液的接触面积，增大换热速度，进一步减少制取冰浆的时间，实现快速的冰浆制取。

本发明装置与已有装置先比较具有更高的经济效益，优越性在于：