纳米流体冰蓄冷集中供冷系统的制作方法

本发明涉及一种纳米流体冰蓄冷集中供冷系统，属于制冷工程领域。

背景技术：

经济的高速增长导致对电力需求的急剧增加，冰蓄冷空调可以转移高峰用电，充分利用电网低谷廉价电力，为用户节省运行电费。目前冰蓄冷空调的制冰方式主要有两种：一种是静态制冰方式，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；另一种是动态制冰，即冰相对于制冰设备是处于运动状态。静态制冰系统简单，但静态制冰存在着由于冰层厚度的增加热阻增大，导致制冷机的性能系数降低，能耗增加，而且储冰槽体积大，一次性投资高等缺点。动态制冰的发展历程较短，目前我国尚未有大规模的动态式蓄冰系统。

cn203478475u公开了一种新型板冰式水冷制冷系统，包括压缩冷凝机、布水器、蒸发板、蓄冰槽、循环水泵，所述的布水器下方设置有蒸发板，蒸发板设置在蓄冰槽内，蓄冰槽底部通过管路与布水器连接，蓄冰槽与布水器之间的管路中间设置有循环水泵，压缩冷凝机通过制冷剂管路连接到蓄冰槽内，蓄冰槽内的制冷剂管路缠绕在蒸发板外部。水通过布水器从上往下喷，水沿着蒸发板一边流动一边结冰，结的冰越来越厚，不容易脱落，而且影响传热，制冰效果较差。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种纳米流体冰蓄冷集中供冷系统，可连续制取冰晶，制冰效率高。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种纳米流体冰蓄冷集中供冷系统，包括蓄冷箱，所述蓄冷箱内装有蓄冷用水，其特征在于：所述蓄冷箱的左侧的侧壁上沿长度方向设置有工质分液管，右侧的侧壁上设置有工质回流管，所述工质分液管和工质回流管平行，且它们均位于蓄冷箱内的水面上方，所述工质分液管和工质回流管之间通过多根蒸发支管连通，每根蒸发支管外套喷水支管，所述喷水支管的内壁与蒸发支管的外壁之间有距离，每根喷水支管的进水端与设置在工质回流管的一侧的供水母管相连，出水端与工质分液管之间有距离；

在每根喷水支管的出水端与工质分液管之间的上方设置有纳米流体分液管，所有纳米流体分液管上端进口与纳米流体喷射泵的出口管线相连，所述纳米流体分液管的下端出口上连接喷嘴，所述纳米流体喷射泵的进口管线与高浓度纳米流体冷却器相连；

所述供水母管通过管道与蓄冷箱的底部出口相连，在供水母管与蓄冷箱底部出口相连的管道上依次设置有调水阀、供水泵和冰晶过滤器；

所述工质回流管与制冷压缩机进口相连，所述制冷压缩机的出口与冷凝器相连，所述冷凝器通过节流阀与工质分液管相连。

上述方案中：所述蓄冷箱上设置有液位计。

采用上述方案，由供水泵泵出的蓄冷用水流向供水母管，再均匀分流到蒸发支管外的喷水支管内，冷却至过冷状态后从喷水支管的出口端喷出管外；高浓度纳米流体经喷射泵泵入纳米流体分液管，再均匀分配至各个喷嘴，从各个喷嘴喷出的高浓度纳米流体与从喷水支管喷出的过冷水混合，一部分过冷水在纳米粒子上成核结晶，形成的冰晶掉落在蓄冷箱内。运行一段时间后，液位计显示液位趋零，表明冰晶已充满蓄冷箱，完成冰蓄冷过程。

本发明利用过冷水动态结冰原理，结冰过程的能耗大大降低，符合节能环保的要求。同时，由于水的过冷度大，水在冰点温度以下时仍处于液体状态，为使过冷水快速成核结晶，本发明提出将少量高浓度纳米流体喷入过冷水中以解除水的过冷状态，纳米粒子做为水的异质成核剂，提高了过冷水的成核率，提高了制冰效率。整个过程不存在脱冰的程序。

上述方案中：所述调水阀与供水母管相连的管道穿过高浓度纳米流体冷却器。利用流经的液体冷却高浓度纳米流体。

上述方案中：所有喷水支管通过喷水支管定心杆连接起来，所述喷水支管定心杆的两端分别固定在蓄冷箱的前后侧的侧壁上。以保证喷水支管与蒸发支管的同心。

上述方案中：所述工质分液管和工质回流管之间分布有4-10000根蒸发支管。

有益效果：本发明的纳米流体冰蓄冷集中供冷系统属于动态蓄冰，可以连续制取冰晶，不需要脱冰程序，结冰过程的能耗低，符合节能环保的要求。同时，由于水的过冷度大，水在冰点温度以下时仍处于液体状态，为使过冷水快速成核结晶，本发明提出将少量高浓度纳米流体喷入过冷水中以解除水的过冷状态，纳米粒子做为水的异质成核剂，提高了过冷水的成核率，提高了制冰效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为蓄冷箱俯视图。

图3为喷水支管、蒸发支管、喷嘴布置图。

图4为喷水支管、蒸发支管、喷嘴布置图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

实施例1，如图1-4所示：本发明的纳米流体冰蓄冷集中供冷系统由供水泵1、调水阀2、液位计3、工质回流管4、喷水支管5、蒸发支管6、供水母管7、工质分液管8、喷水支管定心杆9、节流阀10、制冷压缩机11、冷凝器12、蓄冷箱13、蓄冷用水14、冰晶过滤器15、喷射泵16、高浓度纳米流体17、冷却器18、喷嘴19、纳米流体分液管20组成。

蓄冷箱13内装有蓄冷用水14，蓄冷箱13上设置有液位计3。蓄冷箱13的左侧的侧壁上沿长度方向设置有工质分液管8，右侧的侧壁上沿长度方向设置有工质回流管4，工质分液管8和工质回流管4平行，且它们均位于蓄冷箱13内的水面上方，工质分液管8和工质回流管4之间通过多根蒸发支管6连通，优选工质分液管8和工质回流管4之间分布有4-10000根蒸发支管6。每根蒸发支管6外套喷水支管5，喷水支管5的内壁与蒸发支管6的外壁之间有距离，每根喷水支管5的进水端与设置在工质回流管4的一侧的供水母管7相连，出水端与工质分液管8之间有距离。所有喷水支管5通过喷水支管定心杆9连接起来，喷水支管定心杆9的两端分别固定在蓄冷箱13的前后侧的侧壁上。以保证蒸发支管6与喷水支管5同心安装。

在每根喷水支管5的出水端与工质分液管8之间的上方设置有纳米流体分液管20，所有纳米流体分液管20上端进口与纳米流体喷射泵16的出口管线相连，纳米流体分液管20的下端出口上连接喷嘴19，纳米流体喷射泵16的进口管线与高浓度纳米流体冷却器18相连，在高浓度纳米流体冷却器18内装高浓度纳米流体17。

供水母管7通过管道与蓄冷箱13的底部出口相连，在供水母管7与蓄冷箱13底部出口相连的管道上依次设置有调水阀2、供水泵1和冰晶过滤器15。调水阀2与供水母管7相连的管道穿过高浓度纳米流体冷却器18，利用流经的水对高浓度纳米流体进行冷却，降低能耗。

工质回流管4与制冷压缩机11进口相连，制冷压缩机11的出口与冷凝器12相连，冷凝器12通过节流阀10与工质分液管8相连。

经节流阀10流出的低温工质均匀地流入蒸发支管6，并在其中吸收喷水支管5中流过的蓄冷用水14的热量，使其形成过冷水。供水泵供水在由喷水支管5与蒸发支管6所形成的环形夹缝中流过时，速度达到一定流速，可将过冷蓄冷用水14所形成的结冰核心冲离该壁面而不至结成块冰而堵塞管道。当过冷蓄冷用水14以一定的速度流出的时候，部分可能撞击到工质分液管8即形成滞流并飞溅成若干过冷水与冰晶的混和物落到蓄冷箱13里面。其中冰晶的密度较小故漂浮在蓄冷用水14的液面上。同时冷却至过冷状态后的水从喷水支管6的出口端喷出管外时，高浓度纳米流体经喷射泵16泵入纳米流体分液管20，再均匀分配至各个喷嘴19，从各个喷嘴19喷出的高浓度纳米流体与从喷水支管5喷出的过冷水或者是从工质分液管8反弹的未结晶的过冷水混合，一部分过冷水在纳米粒子上成核结晶，形成的冰晶掉落在蓄冷箱内。运行一段时间后，液位计显示液位趋零，表明冰晶已充满蓄冷箱，完成冰蓄冷过程。

本发明不局限于上述具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。总之，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。