一种应用低温液体制过冷水的系统的制作方法

1.本实用新型涉及制冷技术领域，特别涉及一种应用低温液体制过冷水的系统。


背景技术：

2.过冷水是指温度低于摄氏零度的液态水，在一定条件下会有部分过冷水结晶产生冰渣，变为冰水混合物（即冰浆）的状态，将冰浆转移到终端用户处并进行热交换，即可将过冷水的冷量转到终端用户，从而达到良好的制冷效果。过冷水能够被应用在中央空调系统、区域集中供冷系统、各种工艺冷却系统、食品渔业冷藏保鲜等领域。
3.在制造工厂、医院、食品渔业生产工厂等场合，有着用氮气、氩气、氧气等气体的场合，各种气体多是用低温液体储罐以液态的形式存储、低温液体储罐的中的液氮、液氧、液氩、lng等低温液体，用户使用该类型的低温液体时需要汽化复热后才能使用。比如在制作工厂里要用氩气进行氩弧焊、医院里使用的氧气、食品包装企业往食物包装里充的氮气，都是需要将液氮、液氧、液氩等低温液体化后使用，汽化复热会产出大量冷量，常规做法是用空浴汽化器，冷量都是放空到大气中。
4.发明人在实现本实用新型的过程中发现，将低温液体气化使用时产生的大量冷量应用到过冷水蓄冷技术上是十分有意义的，但是要如何实现便成为本实用新型所要研究解决的课题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种应用低温液体制过冷水的系统。
6.为达到上述目的，本实用新型提出了一种应用低温液体制过冷水的系统，该系统包括低温液体储罐、低温液体汽化器、冰水混合物储罐以及用户作用端；其中：
7.所述低温液体储罐为用于提供低温液体作为冷源的容器；
8.所述低温液体汽化器上设置有低温液体进口、汽化出口、循环水进口和过冷水出口，低温液体进口与汽化出口相联通，循环水进口与过冷水出口相联通；所述低温液体储罐通过管路连接到低温液体进口，为低温液体汽化器提供低温液体冷源；
9.所述冰水混合物储罐具有一罐体，低温液体汽化器和冰水混合物储罐之间由一路管路连接过冷水出口至罐体内部，由另一路管路连接罐体底部至循环水进口，在罐体底部到循环水进口之间的管路上设置有第一循环水泵；
10.所述用户作用端用于将使冰浆转换成液态水并将冰浆的冷量转移出来，罐体底部引出一路管路联通至用户作用端后再与罐体连接形成回路，在罐体底部到用户作用端之间的管路上设置有第二循环水泵。
11.本实用新型的有关内容解释如下：
12.1.本实用新型的上述技术方案中，设计了一套系统来收集低温液体汽化过程中释放的冷量，由低温液体储罐将低温液体作为冷源输送往低温液体汽化器，冷源从低温液体进口进入并从汽化出口汽化后出去，低温液体汽化器中由第一循环水泵将冰水混合物储罐
中的水泵往循环水进口，水在低温液体汽化器经由冷源的热交换后，降温为-5℃的过冷水，然后过冷水再从过冷水出口进入到冰水混合物储罐中，以此来达到制作过冷水的目的；过冷水则会形成冰浆并由第二循环泵泵往用户作用端，用户作用端处则可以用风机盘管等热交换的方式使冰浆的温度升高转换成液态水并将冰浆的冷量转移出来，以此来达到场景降温的目的，温度升高的液态水则重新回到冰水混合物储罐中进行水循环。通过以上制冷系统的设计，将制造工厂、医院、食品渔业生产工厂等需要用到低温液体汽化成气体后使用的场景下，原先会浪费掉的冷量收集起来制成过冷水，过冷水可存储在冰水混合物储罐中以待使用。
13.2. 在上述技术方案中，所述系统还包括一气体复温换热器，所述气体复温换热器上设置有低温气体进口、复温气体出口、回水进口和预冷水出口，低温气体进口与复温气体出口相联通，回水进口与预冷水出口相联通；所述汽化出口通过管路连接到低温气体进口，为气体复温换热器提供低温气体冷源；所述罐体引出一路管路联通至用户作用端后再与气体复温换热器的回水进口管路连接，预冷水出口通过管路连接至罐体内部；通过加设气体复温换热器，即可以将从低温液体汽化器的汽化出口出来的低温气体的冷量再收集转换，进一步提升冷量的利用率，又可以将从用户作用端出来的常温液态水进行预冷，让回到冰水混合物储罐的水温能保持在较低的温度，避免冰水混合物储罐中过冷水被常温的水混合过多从而影响过冷水的存储。
14.3. 在上述技术方案中，所述低温液体汽化器和气体复温换热器均采用板翅式换热器，板翅式换热器具有高换热效率，所述低温液体汽化器中循环水进口到过冷水出口之间的管路为并联的多根直管，可以让水在直管中高速流动，避免水在该处结晶固化。
15.4. 在上述技术方案中，所述低温液体汽化器和气体复温换热器的外侧均设置有保温层，确保热量交换过程中能量的损耗降低。
16.5. 在上述技术方案中，所述过冷水出口和罐体之间的管路上、预冷水出口和罐体之间的管路上、罐体底部和用户作用端之间的管路上、用户作用端和回水进口的管路上以及罐体上均设置有温度传感器和动态流量平衡阀，以此来对各管路及罐体内的水进行实时监控，并根据需要来进行动态流量平衡或关闭管路。
17.6. 在上述技术方案中，所述第二循环水泵到用户作用端之间的管路上引出一路水回路，水回路连接至罐体，在用户作用端暂时不需要制冷时，水可由水回路回到罐体中。
18.7. 在上述技术方案中，所述罐体上设置有液位计，利用液位计检测液位高度，高度到达限位后系统可以停止工作；所述罐体的下方设置有排污管，用于排出冰水混合物储罐中出现的污物，使水的物理特性不受影响。
19.8.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
20.9.在本实用新型中，术语“中心”、“上”、“下”、“轴向”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置装配关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，
因此不能理解为对本技术的限制。
21.10. 此外，术语“第一”、“第二”、等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
22.由于上述方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有以下优点和效果：
23.1. 本实用新型的上述方案，针对目前制造工厂、医院、食品渔业生产工厂等需要用到低温液体汽化成气体会将冷量放空到大气中造成浪费，且这些场景都有制冷需求，设计出一套能够收集低温液体汽化过程中释放的冷量的制冷系统，以此来达到节能减耗的效果，能为单位节省大量的制冷费用；
24.2. 本实用新型的上述方案，合理有效得利用了低温液体汽化相变时释放出来的冷量对循环水进行降温冷却成为过冷水，也利用过冷水的原理以取得良好的冷却效果，系统中的各结构、管路连接方式合理，能有效利用低温液体汽化过程中释放的冷量，结合低温液体使用场景去制冷，节能环保。
附图说明
25.附图1为本实用新型实施例一种应用低温液体制过冷水的系统的整体结构示意图。
26.以上附图各部位表示如下：
27.1、低温液体储罐；
28.2、低温液体汽化器；21、低温液体进口；22、汽化出口；23、循环水进口；24、过冷水出口；
29.3、气体复温换热器；31、低温气体进口；32、复温气体出口；33、回水进口；34、预冷水出口；
30.4、冰水混合物储罐；41、罐体；42、液位计；43、排污管；
31.5、用户作用端；
32.61、第一循环水泵；62、第二循环水泵；
33.7、保温层；
34.81、温度传感器；82、动态流量平衡阀；
35.9、水回路。
具体实施方式
36.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
37.实施例一
38.如附图1所示，本实用新型实施例一提出一种应用低温液体制过冷水的系统，该系统包括低温液体储罐1、低温液体汽化器2、冰水混合物储罐4以及用户作用端5；所述低温液
体储罐1为用于提供低温液体作为冷源的容器；所述低温液体汽化器2上设置有低温液体进口21、汽化出口22、循环水进口23和过冷水出口24，低温液体进口21与汽化出口22相联通，循环水进口23与过冷水出口24相联通；所述低温液体储罐1通过管路连接到低温液体进口21，为低温液体汽化器2提供低温液体冷源；所述冰水混合物储罐4具有一罐体41，低温液体汽化器2和冰水混合物储罐4之间由一路管路连接过冷水出口24至罐体41内部，由另一路管路连接罐体41底部至循环水进口23，在罐体41底部到循环水进口23之间的管路上设置有第一循环水泵61；所述用户作用端5用于将使冰浆转换成液态水并将冰浆的冷量转移出来，用户作用端5可采用类似于风机盘管的换热结构来使空气冷却，罐体41底部引出一路管路联通至用户作用端5后再与罐体41连接形成回路，在罐体41底部到用户作用端5之间的管路上设置有第二循环水泵62。
39.在上述实施例一中，所述低温液体汽化器2采用板翅式换热器，板翅式换热器具有高换热效率，所述低温液体汽化器2中循环水进口23到过冷水出口24之间的管路为并联的多根直管，可以让水在直管中高速流动，避免水在该处结晶固化。
40.在上述实施例一中，所述过冷水出口24和罐体41之间的管路上、预冷水出口34和罐体41之间的管路上、罐体41底部和用户作用端5之间的管路上以及罐体41上均设置有温度传感器81和动态流量平衡阀82，以此来对各管路及罐体41内的水进行实时监控，并根据需要来进行动态流量平衡或关闭管路。
41.在上述实施例一中，所述第二循环水泵62到用户作用端5之间的管路上引出一路水回路9，水回路9连接至罐体41，在用户作用端5暂时不需要制冷时，水可由水回路9回到罐体41中；所述罐体41上设置有液位计42，利用液位计42检测液位高度，高度到达限位后系统可以停止工作；所述罐体41的下方设置有排污管43，用于排出冰水混合物储罐4中出现的污物，使水的物理特性不受影响。
42.采用如实施例一所述的一种应用低温液体制过冷水的系统，将需要汽化的低温液体所释放的冷量，通过低温液体汽化器2将冷量转移到从冰水混合物储罐4循环过来的循环水中，从而形成过冷水，过冷水进入储存容器中，利用过冷水原理，进入缓冲罐后，流速下降，过冷水部分结晶产生冰渣，水温上升，变为冰水混合物的状态，利用冰水密度差，冰往上走，水往下，形成冰水混合物，过冷水释放冷量，形成部分结晶，水温保持0℃，在罐体41底部抽出水，再循环到低温液体汽化器2，产生过冷水，制造更多的冰浆。罐体41上利用液位计42检测液位高度，高度到达限位后系统可以停止工作（利用水和冰的密度体积不同）。
43.实施例二
44.本实用新型实施例二提出一种应用低温液体制过冷水的系统，该系统包括低温液体储罐1、低温液体汽化器2、气体复温换热器3、冰水混合物储罐4以及用户作用端5；所述低温液体储罐1为用于提供低温液体作为冷源的容器；所述低温液体汽化器2上设置有低温液体进口21、汽化出口22、循环水进口23和过冷水出口24，低温液体进口21与汽化出口22相联通，循环水进口23与过冷水出口24相联通；所述低温液体储罐1通过管路连接到低温液体进口21，为低温液体汽化器2提供低温液体冷源；所述气体复温换热器3上设置有低温气体进口31、复温气体出口32、回水进口33和预冷水出口34，低温气体进口31与复温气体出口32相联通，回水进口33与预冷水出口34相联通；所述汽化出口22通过管路连接到低温气体进口31，为气体复温换热器3提供低温气体冷源；所述冰水混合物储罐4具有一罐体41，低温液体
汽化器2和冰水混合物储罐4之间由一路管路连接过冷水出口24至罐体41内部，由另一路管路连接罐体41底部至循环水进口23，在罐体41底部到循环水进口23之间的管路上设置有第一循环水泵61；所述用户作用端5用于将使冰浆转换成液态水并将冰浆的冷量转移出来，所述罐体41引出一路管路联通至用户作用端5后再与气体复温换热器3的回水进口33管路连接，预冷水出口34通过管路连接至罐体41内部，在罐体41底部到用户作用端5之间的管路上设置有第二循环水泵62。
45.在上述实施例二中，所述低温液体汽化器2和气体复温换热器3均采用板翅式换热器；所述低温液体汽化器2和气体复温换热器3的外侧均设置有保温层7，确保热量交换过程中能量的损耗降低；用户作用端5和回水进口33的管路上也设置有温度传感器81和动态流量平衡阀82。
46.对比实施例一，实施例二的区别是，在实施例二的一种应用低温液体制过冷水的系统还设有气体复温换热器3，通过加设气体复温换热器3，即可以将从低温液体汽化器2的汽化出口22出来的低温气体的冷量再收集转换，进一步提升冷量的利用率，又可以将从用户作用端5出来的常温液态水进行预冷，让回到冰水混合物储罐4的水温能保持在较低的温度，避免冰水混合物储罐4中过冷水被常温的水混合过多从而影响过冷水的存储，其他相同的部件参考实施例一，在此不再展开一一描述。
47.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。