[发明专利]一种新型冰浆制备装置及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及冰蓄冷领域，具体涉及一种冰浆制备装置及冰浆制备方法。

背景技术

冰蓄冷系统利用电力低谷时段进行制冰并储存在蓄冰装置中，在用电高峰时段将冷量取出进行利用，实现电力移峰填谷，改变电力负荷日夜分配不平衡的状态，促进电网高效、安全运行。

现有的冰蓄冷技术主要分为盘管式冰蓄冷、过冷水动态冰蓄冷、直接接触式冰蓄冷等。现有技术公开的直接接触式冰蓄冷技术，采用新型制冷剂，通过制冷剂与水直接接触换热，低温制冷剂蒸发使水形成冰晶，实现制冰蓄冷，该方法传热效率较高。然而，直接接触式冰蓄冷方法存在诸多缺陷：该方法随着制冰过程的进行，冰晶在水面聚集形成的冰层逐渐变厚，冰层的存在阻碍了气态制冷剂的上升，制冷剂循环阻力逐渐增大，制冷剂循环量逐渐降低直至循环中断，制冰过程无法长时间连续进行；该方法制冰效率随着冰层厚度的增加下降明显，单个蓄冷槽蓄冷率也较低；采用多蓄冰槽并联运行的改进方案虽能在一定程度上缓解制冰过程无法连续进行的缺点，但是该改进方案也面临成本高、结构复杂、多路循环控制困难的难题，无法从根本上解决直接接触式冰蓄冷的问题。

发明专利内容

本发明针对上述问题，提出了一种新型冰浆制备装置及冰浆制备方法，通过连续置换实现高效制冰，解决了现有技术制冰效率低、制冰过程中断、蓄冰量低、成本高、系统复杂的问题。

为实现上述目标，本发明提供如下技术方案：

一种新型冰浆制备装置，包括蓄冰罐及制冰槽，制冰槽高度高于蓄冰罐底部，制冰槽内设置有布液器，蓄冰罐内部顶端设置有融冰布水器；还包括压缩机、换热器、制冷主机及蓄冰外循环管路，压缩机进气端连通制冰槽所在空间，出气端连通换热器的制冷剂入口，换热器与制冷主机之间设置有冷冻水循环泵与阀门，换热器、冷冻水循环泵、制冷主机及阀门通过管道依次连通，形成冷冻水循环回路，换热器的制冷剂出口通过蓄冰外循环管路与布液器连通，蓄冰外循环管路上设置有膨胀阀，蓄冰外循环管路为制冰槽提供冷却后的制冷剂；还包括蓄冰内循环管路及蓄冰内循环泵，蓄冰内循环泵的抽水端通过蓄冰内循环管路连通蓄冰罐的下端、蓄冰内循环泵的出水端通过蓄冰内循环管路连通制冰槽，形成蓄冰内循环回路；还包括融冰外循环管路、融冰外循环泵，用户端通过融冰外循环管路连通融冰布水器，融冰外循环泵的抽水端通过融冰外循环管路连通蓄冰罐的下端，出水端通过融冰外循环管路连通用户端，形成融冰外循环回路；冷冻水循环回路、蓄冰内循环回路及融冰外循环回路相互独立工作。

进一步地，制冰槽通过固定装置安装于蓄冰罐内部上端，所述压缩机进气端通过管道与蓄冰罐的顶部连通。

进一步地，制冰槽通过固定装置安装于一密闭装置内，密闭装置固定安装于固定安装台上，密闭装置底部高度高于蓄冰罐高度，密闭装置的底部通过管道与蓄冰罐的顶部连通，压缩机进气端通过管道与密闭装置的顶部连通。

进一步地，制冰槽设置有泄水口，泄水口边缘设置有发热部件。

进一步地，发热部件为电热元件，或内部循环热水的金属管路。

进一步地，蓄冰罐形状为圆形或方形，制冰槽的形状与蓄冰罐的形状一致。

进一步地，蓄冰罐内部下端设置有一抽水截面，抽水截面设置有多个抽水点，其中一个抽水点设置于截面中心，另外的抽水点设置于截面的边缘，蓄冰内循环管路与中心抽水点连通，抽水点抽取蓄冰罐内的水，通过蓄冰内循环管路及蓄冰内循环泵输送至制冰槽内。

同时，提供一种新型冰浆制备装置对应的冰浆制备方法，包括蓄冰过程与融冰过程。

蓄冰过程在电力低谷时段运行，包括以下步骤：

步骤一：将蓄冰罐底部注满水；

步骤二：制冰槽内注满水后，开启压缩机及冷冻水循环回路，压缩机抽取低压气态制冷剂并压缩后获得高温高压气态制冷剂，通过管道输送给换热器，通过换热器的冷凝作用，得到低温液态制冷剂，低温液态制冷剂经过膨胀阀后变为低温低压液态制冷剂，低温低压液态制冷剂经布液器喷出后与制冰槽内的水直接接触，进行充分换热，制取冰晶；压缩机抽取蓄冰罐上部的被气化的低压制冷剂，进行压缩，输送到换热器进行冷却，制冷主机持续为换热器提供冷源；

步骤三：开启蓄冰内循环泵，蓄冰罐底部的水被泵送至制冰槽底部，制冰槽上部漂浮的冰晶被底部流入的水以置换的方式排出制冰槽，并流入蓄冰罐下部区域；

步骤四：制冰槽内制冰过程连续进行，蓄冰内循环泵连续运转，蓄冰罐底部区域的蓄冰量将逐步提高，直至底部全部充满冰为止。

融冰过程在电力高峰时段运行，包括以下步骤：