冰晶消除器及过冷水制冰系统的制作方法

本发明涉及过冷水制冰，具体而言，涉及一种冰晶消除器及过冷水制冰系统。

背景技术：

1、常规过冷水制冰系统(也称为过冷水动态制冰系统)主要由过冷却器101，过冷解除装置102，蓄冰槽103，预热器104，以及过滤装置105组成，如图1所示。在此系统中预热水(2℃)通过管道进入过冷却器与冷媒进行换热，变成过冷水(-2℃)。随后过冷水(-2℃)被输送至过冷解除装置，其过冷状态被破坏，成为冰水混合物(0℃)进入蓄冰槽。在蓄冰槽中进行冰水分离，分离出来的冰被收集利用，而冷水(0℃)则继续在系统中循环。为保证过冷却器正常运行，需要避免冰晶进入其内部，而上述冰水分离只能去除部分冰晶，参与系统循环的冷水(0℃)中还含有大量微小冰晶，故需要对其进行冰晶消除处理。现有常规方法主要采用预热器提升冷水(0℃)温度从而融化微小冰晶。经过预热器加热后的冷水(0℃)变为预热水(2℃)进入过滤装置中，再次进行冰水分离，最终进入过冷却器参与下一次循环。

2、在上述过程中，微小冰晶消除措施主要依靠预热器104加热，这一方法主要存在两大问题。其一，进入过冷却器中的预热水(2℃)温度不能过高，故仅依靠预热器无法快速将冷水(0℃)中微小冰晶消除，只能通过增加预热器数量以及大幅延长管程路径来改善，且改善效果不佳。其二，为保证冷水(0℃)中微小冰晶消除效果，只能将其加热到较高温度，这一做法会加剧预热器换热性能要求，同时预热水(2℃)与过冷水(-2℃)温差加大，导致过冷却器工作负载大幅提升，从而造成系统能效下降。

3、综上，现有技术中过冷水制冰系统中的冰晶消除效果差且系统能效较低。

技术实现思路

1、本发明实施例中提供一种冰晶消除器及过冷水制冰系统，以解决现有技术中过冷水制冰系统中的冰晶消除效果差且系统能效较低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种冰晶消除器，包括：壳体，所述壳体具有消除腔；螺旋分隔结构，所述螺旋分隔结构设置在所述消除腔内并形成螺旋流道；冷水管，所述冷水管与所述螺旋流道的第一端连通，所述冷水管将带有冰晶的冷水通入所述螺旋流道；预热水管，所述预热水管与所述螺旋流道的第一端连通，所述预热水管将预热水通入所述螺旋流道，预热水和带有冰晶的冷水在所述螺旋流道内进行碰撞与混合；出水管，所述出水管与所述螺旋流道的第二端连通，所述出水管将所述螺旋流道内的混合水排出。

3、进一步地，所述冰晶消除器还包括可以自由旋转的旋涡发生器，所述旋涡发生器安装在所述螺旋流道内。

4、进一步地，所述冰晶消除器还包括固定杆，所述固定杆沿所述螺旋流道的轴线方向穿设在所述螺旋分隔结构上，所述固定杆在所述螺旋流道内形成多个安装段，所述旋涡发生器可转动地连接在所述安装段上；

5、所述旋涡发生器可自身旋转且可绕所述安装段周向转动。

6、进一步地，所述固定杆的数量为多个，每个所述安装段上均设置有一个所述旋涡发生器；

7、所有所述旋涡发生器间隔布置在所述螺旋流道内。

8、进一步地，所述预热水管穿设在所述消除腔内，所述预热水管的端口位于所述螺旋流道的第一端；

9、所述螺旋分隔结构为螺旋分隔板，所述螺旋分隔结构套设并固定连接在所述预热水管的外周面上，所述螺旋分隔结构、所述预热水管的外周面与所述消除腔的内壁面共同围成所述螺旋流道。

10、进一步地，所述螺旋分隔板的内圈焊接在所述预热水管的外周面上，所述螺旋分隔板的外圈焊接在所述消除腔的内壁面。

11、进一步地，所述固定杆与所述螺旋分隔结构固定连接，所述固定杆与所述壳体之间固定连接。

12、根据本发明的另一个方面，提供了一种过冷水制冰系统，包括上述的冰晶消除器。

13、进一步地，所述过冷水制冰系统包括通过管路依次连通的蓄冰槽、预热器、所述冰晶消除器、过滤装置；

14、所述冰晶消除器的冷水管通过旁通支路与所述蓄冰槽连通；

15、所述冰晶消除器的预热水管与所述预热器管路连通；

16、所述冰晶消除器的出水管与所述过滤装置连通。

17、本发明中的冰晶消除器将预热水和冷水都引入到螺旋流道的第一端进行碰撞与混合，预热水先与冷水接触换热，首先可以去除冷水中的微小冰晶；在预热水与冷水进行激烈的碰撞过程中，可以提升水流的湍流强度从而快速融化水中微小冰晶。预热水与冷水激烈的碰撞与充分的混合，利用换热和湍流强度的双重作用，极大的加快了水流中微小冰晶的消除速度与效果。其次，进入到螺旋流道中的预热水与冷水边混合边绕着轴线做螺旋运动，螺旋流道是使水流的流动方向不断变换，这极大地增加了水流的湍流度，加快冰晶的消除速度，有效地提升了冰晶消除效果。本发明的冰晶消除器通过预热水和冷水碰撞混合、螺旋流道变换方向的双重作用，能够大大提升水流湍流度，对冰晶进行消除。相比于现有技术中仅增加管路长度来说，消除冰晶效果显著。

18、本发明的冰晶消除器相比于仅依靠预热器加热冷水的现有技术来说，消除冰晶的效果更佳，速度更快。而且可以不使用较高的预热水就可以实现很突出的效果，利用结构优势和水流特性，节省了很大能效，本发明的技术方案使制冰系统更节能，提高了过冷水制冰系统的能效。

技术特征：

1.一种冰晶消除器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的冰晶消除器，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的冰晶消除器，其特征在于，所述冰晶消除器还包括固定杆(50)，所述固定杆(50)沿所述螺旋流道(21)的轴线方向穿设在所述螺旋分隔结构(20)上，所述固定杆(50)在所述螺旋流道(21)内形成多个安装段(51)，所述旋涡发生器(40)可转动地连接在所述安装段(51)上；

4.根据权利要求3所述的冰晶消除器，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的冰晶消除器，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的冰晶消除器，其特征在于，所述螺旋分隔板的内圈焊接在所述预热水管(32)的外周面上，所述螺旋分隔板的外圈焊接在所述消除腔(11)的内壁面。

7.根据权利要求3所述的冰晶消除器，其特征在于，

8.一种过冷水制冰系统，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的冰晶消除器。

9.根据权利要求8所述的过冷水制冰系统，其特征在于，所述过冷水制冰系统包括通过管路依次连通的蓄冰槽(61)、预热器(62)、所述冰晶消除器(63)、过滤装置(64)；

技术总结
本发明公开了一种冰晶消除器及过冷水制冰系统，其中，冰晶消除器包括：壳体，所述壳体具有消除腔；螺旋分隔结构，所述螺旋分隔结构设置在所述消除腔内并形成螺旋流道；冷水管，所述冷水管与所述螺旋流道的第一端连通，所述冷水管将带有冰晶的冷水通入所述螺旋流道；预热水管，所述预热水管与所述螺旋流道的第一端连通，所述预热水管将预热水通入所述螺旋流道，预热水和带有冰晶的冷水在所述螺旋流道内进行碰撞与混合；出水管，所述出水管与所述螺旋流道的第二端连通，所述出水管将所述螺旋流道内的混合水排出。本发明的冰晶消除器及过冷水制冰系统有效地解决了现有技术中过冷水制冰系统中的冰晶消除效果差且系统能效较低的问题。

技术研发人员：郑威,张营,胡海利,王小勇
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6