[发明专利]一种分布式制冰装置及方法

权利要求书

1.一种分布式制冰装置，其特征在于，包括制冰机本体以及设置在制冰机本体上的储水箱(1)、冷凝器(2)、蒸发器(3)、制冰盘(4)、冰铲(5)、储冰盒(6)、托盘(7)、压缩机(13)、水蒸发盘(14)和四通阀(15)；其中压缩机(13)工质出口与冷凝器(2)相连，压缩机(13)工质出口还与蒸发器(3)相连，工质经蒸发器(3)后通过水蒸发盘(14)与压缩机(13)工质入口相连；

在制冰机本体上还安装有燃料电池堆(9)，燃料电池堆(9)工作产生的电能提供给压缩机(13)，在燃料电池堆(9)内还设置有入口与接水盘(8)相连通的电堆冷却管路(10)，燃料电池堆(9)的阴极室出口及电堆冷却管路(10)的出口通过四通阀(15)与水蒸发盘(14)和储水箱(1)相连。

2.根据权利要求1所述的分布式制冰装置，其特征在于，所述的储水箱(1)为压力容器，采用不锈钢保温箱、承压保温箱或玻璃钢保温箱，存储溶液为水、糖浆或碳酸液体。

3.根据权利要求1所述的分布式制冰装置，其特征在于，所述的冷凝器(2)为空气冷却式冷凝器，包括百叶窗式冷凝器、钢丝盘管式冷凝器、内藏式冷凝器或翅片式冷凝器。

4.根据权利要求1所述的分布式制冰装置，其特征在于，所述的蒸发器(3)采用铝合金复合板式蒸发器、蛇形盘管式蒸发器、光管盘式蒸发器、单侧翅片式蒸发器或翅片管式蒸发器。

5.根据权利要求1所述的分布式制冰装置，其特征在于，所述的制冰盘(4)设有能根据制冰盘水位高低控制储水箱(1)出口开闭的水位感应器。

6.根据权利要求1所述的分布式制冰装置，其特征在于，所述的储冰盒(6)为压力容器，采用不锈钢保温箱、承压保温箱或玻璃钢保温箱，内部设有用于根据储冰量多少控制整机运行以及滤网用于冰水分离的冰量感应器，滤网下面填充有吸水材料；同时储冰盒(6)出口直接与饮料分配机直接连通。

7.根据权利要求1所述的分布式制冰装置，其特征在于，所述的燃料电池堆(9)的阴极、阳极室分别与燃料储存罐(11)和氧化剂储存罐(12)相连，燃料电池堆(9)的阳极室出口与燃料储存罐(11)相连，所述的燃料储存罐(11)和氧化剂储存罐(12)均采用压力容器。

8.根据权利要求1所述的分布式制冰装置，其特征在于，所述的燃料电池堆(9)的阴极室与空气循环泵或制氧设备相连；所述燃料电池堆(9)的阳极室与外接燃料供给管路相连。

9.一种基于权利要求1所述装置的分布式制冰方法，其特征在于，包括以下步骤：

若目标为节能模式，则采用以下步骤运行：

步骤S100：电堆放电和工质压缩预冷：将氧化剂储存罐(12)中的氧化剂、燃料储存罐(11)中的燃料分别通入燃料电池堆(9)的阴极、阳极使燃料电池堆(9)放电，阴极产物通过四通阀(15)流入水蒸发盘(14)通过水蒸发对工质进行预冷，阳极产物回流至燃料储存罐(11)；燃料电池堆(9)放电使压缩机(13)做功使装置中的循环工质流动换热，同时储水箱(1)出口开关打开向制冰盘(4)加水并在加满后自动关闭；

步骤S200：电堆供电和工质循环：燃料电池堆(9)工作产生的电能提供给压缩机(13)；循环工质经压缩后送到冷凝器(2)内，冷凝成液体后经毛细管节流进入制冰机内蒸发器(3)；循环工质流入水蒸发盘(14)通过水蒸发进行预冷，并再次流入压缩机(13)循环做功；

步骤S300：产冰储冰和冷却燃料电池堆(9)：循环工质流经蒸发器(3)时对制冰盘(4)中水进行冷冻制冰，制冰结束后通过冰铲(5)进入储冰盒(6)储存备用，需要时打开储冰盒(6)出口使冰流入托盘(7)；同时储冰盒(6)中的融化水通过接水盘(8)收集后流入电堆冷却管路(10)与阴极排出的水汇合流入水蒸发盘(14)，通过水的蒸发对循环工质进行预冷；

若目标为节水模式，则采用以下步骤运行：

步骤S100：电堆放电和储水箱补水：将氧化剂储存罐(12)中的氧化剂、燃料储存罐(11)中的燃料分别通入燃料电池堆(9)的阴极、阳极使燃料电池堆(9)放电，阴极产物通过四通阀(15)流入储水箱(1)进行补水，阳极产物回流至燃料储存罐(11)；燃料电池(9)放电使压缩机(13)做功使装置中的循环工质流动换热；

步骤S200：电堆供电和工质循环：燃料电池堆(9)工作产生的电能提供给压缩机(13)；循环工质经压缩后送到冷凝器(2)内，冷凝成液体后经毛细管节流进入制冰机内蒸发器(3)，进一步流入压缩机(13)循环做功；

步骤S300：产冰储冰和冷却燃料电池堆(9)：循环工质流经蒸发器(3)时对制冰盘(4)中水进行冷冻制冰，制冰结束后通过冰铲(5)进入储冰盒(6)储存备用，需要时打开储冰盒(6)出口使冰流入托盘(7)；同时储冰盒(6)中的融化水通过接水盘(8)收集后流入电堆冷却管路(10)与阴极排出的水汇合流入储水箱(1)进一步进行补水。