简单型丁烷动态制冰装置

摘要

简单型丁烷动态制冰装置采用气囊，能自动保持常压，不需要复杂的压力检测控制装置，采用低成本常压式蓄冰槽，换热器回气气囊，防止不凝性气体积聚影响换热效率；气态丁烷通过冷凝直接放热给换热器，液态丁烷在水中蒸发，与水直接热交换生成冰激凌式冰，它换热效率很高，传热能力很大，生成冰激凌式冰，融冰过程负荷跟随性好，不影响制冷机运行，结构简单，成本低投资小，稳定性好，运行高效可靠，尤其适用于小型蓄冰装置。

权利要求

1.一种简单型丁烷动态制冰装置，包括蓄冰槽、风泵、换热器、气囊；它还包括系统内相连接的管道、阀门，其特征是：蓄冰槽接通气囊。

2.根据权利要求1所述的简单型丁烷动态制冰装置，其特征是：换热器、气囊相连通。

3.根据权利要求1所述的简单型丁烷动态制冰装置，其特征是：载冷剂采用正丁烷。

说明书

简单型丁烷动态制冰装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种制冰装置，尤其是一种简单型丁烷动态制冰装置。

背景技术

[0002] 冰蓄冷技术有各种各样的制冰方式，这些制冰方式可以分为两类。第一类是水与冷媒直接热交换方式，它换热效率很高，传热能力很大，生成冰激凌式冰，融冰过程负荷跟随性好，但由于生成腐蚀性气体等，影响冷媒纯度，影响制冷机运行，已基本上被淘汰。第二类是水与冷媒间接热交换方式，它又包括静态制冰、非相变动态制冰、接触式载冷剂相变动态制冰三种：1. 静态制冰装置，即在冷却管外或盛冰容器内结冰，冰本身处于相对静止状态，在静态制冰过程中，随着制冰量的增加，水与冷源之间的热阻逐渐增大，制冰率因而减小，能量损失增加。尽管静态制冰系统简单，运行稳定，易于实现，目前已成为冰蓄冷系统应用中的主流，但是它存在冰的静态形成过程换热效率低，融冰过程负荷跟随性差,系统复杂，成本高投资大，尤其不能实现超大规模低成本高效蓄冰。2.非相变动态制冰装置，该制冰过程中有冰晶、冰浆生成，且冰晶、冰浆处于运动状态，非相变动态制冰使用的载冷剂包括过冷水、导热液体和水溶液等，冰层不在换热表面生长，因而水与冷源之间热阻并不随制冰过程的进行而改变，制冰过程中一直保持较高的热交换效率，制冷机可以在较佳工况下运行；生成冰激凌式冰，融冰过程负荷跟随性好，然而系统复杂，稳定性差，载冷剂在换热过程中靠液体流动传热，换热效率依然不太高，传热能力依然相对较小。3.水能热水器（ZL201320180232.0）和接触式载冷剂相变动态制冰装置（ZL201220237000.X）提供了一种基本类似的接触式载冷剂相变动态制冰装置，都采用载冷剂，热冷传递过程中载冷剂发生气液相变，液态载冷剂通过蒸发，与水直接热交换生成冰激凌式冰，气态载冷剂通过冷凝直接放热给冷源，换热效率高，传热能力大，生成冰激凌式冰，融冰过程负荷跟随性好，然而，都需要检测控制和保压装置，只能采用高成本承压式蓄冰槽，还有系统内不可避免有不凝性气体（水蒸汽、溶解于水中的空气等），采用常规空气分离器效果不好，不凝性气体会不断在换热器内积聚，影响换热效果与系统效率。

发明内容

[0003] 为了克服现有接触式载冷剂相变动态制冰装置需要检测控制和保压装置，只能采用高成本承压式蓄冰槽，系统内不可避免有不凝性气体，采用常规空气分离器效果不好，不凝性气体会积聚在换热器内，影响换热效果与系统效率的不足, 本发明提供一种简单型丁烷动态制冰装置，该简单型丁烷动态制冰装置采用气囊，气囊内是丁烷气体，气囊外是常压大气，气囊可以收缩膨胀，气囊能使系统既封闭又自动保持常压（大气压力）；蓄冰槽接通气囊；换热器通过管道接通气囊，把积聚在换热器内的不凝性气体排出换热器；这样达到使该简单型丁烷动态制冰装置能自动保持常压，不需要复杂的检测控制和保压装置，能采用低成本常压式蓄冰槽，而且不凝性气体不会积聚在换热器内，换热效果好，节省投资，提高效率的目的。

[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该简单型丁烷动态制冰装置包括蓄冰槽、风泵、换热器、气囊；它还包括系统内相连接的管道、阀门；载冷剂采用正丁烷；蓄冰槽、风泵、换热器、蓄冰槽依次相连接形成循环系统；气囊接通循环系统，使系统既封闭又自动保持常压（大气压力）；换热器、气囊相连通，换热器中部分气体可以回流入气囊，防止不凝性气体在换热器内积聚影响换热效果；蓄冰槽可以连接循环取冷换热系统（如风机盘管/板式换热器等）；换热器可以是热泵蒸发器或天然冷源换热器等；换热器中载冷剂温度控0 0
制在0C以上；蓄冰槽中气态载冷剂蒸发温度在0C以下；风泵也可以是压缩机。具体循环流程为蓄冰槽中的气态载冷剂通过风泵加压进入换热器，气态载冷剂通过冷凝为液态直接放热给换热器，液态载冷剂通过管道进入蓄冰槽的水面以下，液态载冷剂与水直接接触再蒸发为气态进行高效热交换，水放出相变热变为冰激凌式冰，载冷剂不断循环。载冷剂也可以采用其它类似于正丁烷的难溶于水的低沸点物质。

[0005] 本发明的有益效果是，该简单型丁烷动态制冰装置能采用简单设备、节省投资、提高效率。

附图说明

[0006] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0007] 附图1是本发明较佳实施例的示意图。

[0008] 图中1.蓄冰槽、2.风泵、3.换热器、4.气囊。

具体实施方式

[0009] 为了使审查员能够进一步了解本发明的目的，现附较佳实施例以详细说明如下，本实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。

[0010] 在附图1所示实施例中，该简单型丁烷动态制冰装置主要包括蓄冰槽（1）、风泵（2）、换热器（3）、气囊（4）；它还包括系统内相连接的管道、阀门、附件等；载冷剂采用正丁烷；蓄冰槽（1）、风泵（2）、换热器（3）、蓄冰槽（1）依次相连接形成循环系统；蓄冰槽（1）接通气囊（4），使系统既封闭又自动保持常压（大气压力）；换热器（3）、气囊（4）相连通，换热器（3）中部分气体可以回流入气囊（4），防止不凝性气体在换热器（3）内积聚影响换热效果；0
换热器（3）采用制冷机蒸发器；换热器（3）中正丁烷温度控制在0C以上，风压2kpa以上；
0
蓄冰槽（1）中气态丁烷压力为常压（大气压力），蓄冰槽（1）中水温约0C。具体循环流程为蓄冰槽（1）中的气态丁烷通过风泵（2）加压进入换热器（3），气态丁烷通过冷凝为液态直接放热给换热器（3），由换热器（3）不断带走热量，液态丁烷再通过管道进入蓄冰槽（1）的水面0.2米以下，液态正丁烷在水中上升到离水面约0.2米时开始气化，液态丁烷与水直接接触再蒸发为气态进行高效热交换，水放出相变热变为冰激凌式冰，丁烷不断循环。该简单型丁烷动态制冰装置设备简单、投资省、效率高。

[0011] 需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。