一种冰水混合物制取系统的制作方法

本实用新型涉及蓄冰系统技术领域，尤其涉及一种冰水混合物制取系统。

背景技术：

冰水混合物在工业生产、食品加工、制药行业、冰蓄冷中央空调等领域广泛使用。但目前获取冰水混合物的设备复杂、能耗高和初投资大。以冰蓄冷中央空调系统为例：它的冰水混合物生产设备必须由低温制冷机组、蓄冰槽、乙二醇水溶液泵、冷却水泵、冷却水塔和大量的管道、阀门部件所组成。它的工作过程是：低温制冷机组的蒸发器吸收乙二醇水溶液(中间冷却介质)的热量，将乙二醇水溶液温度降至-10℃以下，通过乙二醇水溶液泵把它输送到蓄冰槽内部的制冰盘管内，低温的乙二醇水溶液在盘管内流动并与盘管外的过冷水进行热交换，将过冷水逐渐冻结成冰。这种获取冰水混合物的制冷热工方式需要经过两个换热过程才能实现：一个换热过程是制冷机组的制冷剂与乙二醇水溶液之间的热交换；另一个换热过程是乙二醇水溶液与过冷水之间的热交换。为了有效实现上述两个换热过程，必须要求乙二醇水溶液的温度足够低，从而要求制冷机组的蒸发温度必须足够低，而蒸发温度降低又会导致制冷机组的制冷效率降低，能效比差。另外，随着蓄冰槽内的盘管外冰层逐渐增厚，盘管内的乙二醇水溶液与冰层的换热强度愈来愈低，制冷机组能耗随之愈来愈高(即获取1公斤冰的能耗是随着冰层的厚度增加而提高)。因此，这种冰水混合物的冰蓄冷中央空调系统只有峰、谷电价差有足够大时，才会有较好的经济效益。

综上所述，目前冰水混合物的制取系统存在设备多、体积大、能耗高，初投资成本高的缺点。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种省去中间换热环节、占用空间小、能效比高的冰水混合物制取系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种冰水混合物制取系统，包括压缩机、四通阀、冷却器、冷却塔、冷却水循环水泵、贮冷器和蒸发器，所述贮冷器内部装有蓄冷介质，所述蒸发器浸没在所述贮冷器内部的蓄冷介质中，所述蒸发器的出口与所述四通阀的第一出口连接，所述蒸发器的进口与所述冷却器的冷媒出口连接，蒸发器的进口与冷却器的冷媒出口之间的管道上设有膨胀阀，所述压缩机的排气口与所述四通阀的第一进口连接，所述压缩机的吸气口与所述四通阀的第二出口连接，所述四通阀的第三出口与所述冷却器的冷媒进口连接。

作为上述技术方案的改进，所述冷却器的水进口通过所述冷却水循环水泵与所述冷却塔的出水口连接，并且所述冷却器的水进口与所述冷却塔的出水口分别置于所述冷却水循环水泵的出口侧和进口侧，所述冷却器的水出口与所述冷却塔的进水口连接。

作为上述技术方案的改进，所述冷却器为管壳式换热器。

作为上述技术方案的改进，所述蓄冷介质为水。

作为上述技术方案的改进，所述蒸发器为片式换热器。

作为上述技术方案的改进，所述膨胀阀为双向热力膨胀阀。

作为上述技术方案的改进，所述蒸发器的进口与所述冷却器的冷媒出口之间的管道上还设有电磁阀。

作为上述技术方案的改进，所述电磁阀为常闭式电磁阀。

作为上述技术方案的改进，所述压缩机为螺杆式压缩机或涡旋式压缩机或转子式压缩机。

本实用新型的有益效果有：

本系统制取片冰时使制冷机组的制冷剂与过冷水换热制取片冰，省去了乙二醇水溶液与过冷水的换热环节及多组循环水泵，大幅减少系统所涉及的设备和投资成本，同时通过四通阀使压缩机吸、排气换向及时脱冰，使制冷机组的制冷剂与过冷水的换热强度维持在最佳状态，从而提高能效比。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明，其中：

图1是本实用新型实施例的制冰流程示意图；

图2是本实用新型实施例的脱冰流程示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型包括压缩机1、四通阀2、冷却器3、冷却塔4、冷却水循环水泵5、贮冷器6和蒸发器7，所述贮冷器6内部装有蓄冷介质，所述蒸发器7浸没在所述贮冷器6内部的蓄冷介质中，所述蒸发器的出口72与所述四通阀的第一出口22连接，所述蒸发器的进口71与所述冷却器的冷媒出口32连接，蒸发器的进口71与冷却器的冷媒出口32之间的管道上设有膨胀阀8，所述压缩机的排气口12与所述四通阀的第一进口21连接，所述压缩机的吸气口11与所述四通阀的第二出口23连接，所述四通阀的第三出口24与所述冷却器的冷媒进口31连接。

为便于冷却水进行吸排热循环，在本实施例中，所述冷却器的水进口33通过所述冷却水循环水泵5与所述冷却塔的出水口42连接，并且冷却器的水进口33与冷却塔的出水口42分别置于冷却水循环水泵5的出口侧和进口侧，所述冷却器的水出口34与所述冷却塔的进水口41连接。

为便于清理水垢保持换热器的高效换热能力，在本实施例中，所述冷却器3为管壳式换热器。

为便于获取并能及时补充贮冷器6内的蓄冷介质，在本实施例中，所述蓄冷介质为水。

为便于制冷剂与过冷水换热以及过冷水冻结，在本实施例中，所述蒸发器7为片式换热器。

为便于制冷剂正反向流动、节流，在本实施例中，所述膨胀阀8为双向热力膨胀阀。

为防止压缩机停机时系统内制冷剂迁移，在本实施例中，所述蒸发器的进口71与所述冷却器的冷媒出口32之间的管道上还设有电磁阀9，所述电磁阀9为常闭式电磁阀，并且电磁阀9与压缩机1联锁，即压缩机1启动时电磁阀9打开，压缩机1停机时电磁阀9关闭。

为适应不同应用场合、不同的环境工况以及不同的冷量需求，在本实施例中，所述压缩机1为螺杆式压缩机或涡旋式压缩机或转子式压缩机。

本实用新型工作时分为两个过程：制冰和脱冰。

如图1所示，制冰过程：此时四通阀的第一进口21与四通阀的第三出口24连通，四通阀的第一出口22与四通阀的第二出口23连通，压缩机1排出的高压高温气态制冷剂通过四通阀2进入冷凝器3与低温冷却水换热之后变成高压低温液态制冷剂，从冷却器3出来的高压低温液态制冷剂正向经过膨胀阀8节流成为低压低温气液两相制冷剂之后进入蒸发器7中与过冷水进行换热，气液两相制冷剂吸收水的热量蒸发成低压低温气态制冷剂，并经过四通阀2重新回到压缩机1中进行压缩，从而完成一个制冷循环，同时蒸发器7表面上的过冷水则会放热冻结成片冰附着在蒸发器7表面上。

与此同时，冷却器3中的低温冷却水与高压高温气态制冷剂换热变成高温冷却水之后进入冷却塔4。在冷却塔4中，高温冷却水与大气环境进行换热后成为低温冷却水重新进入冷却器3，完成一个冷却循环，所述冷却循环通过冷却水循环水泵5驱动。

如图2所示，脱冰过程：此时四通阀的第一进口21与四通阀的第一出口22连通，四通阀的第三出口24与四通阀的第二出口23连通，压缩机1排出的高压高温气态制冷剂通过四通阀2进入蒸发器7迅速加热蒸发器7表面，使附着在蒸发器7表面的片冰受热后迅速脱离其表面，脱离出来的片冰在浮力作用下上浮至蒸发器7上方的区域。与此同时，高压高温气态制冷剂被冷却成为高压低温液态制冷剂，从蒸发器7出来的高压低温液态制冷剂反向经过膨胀阀8节流成为低压低温气液两相制冷剂之后进入冷却器3中与高温冷却水进行换热，气液两相制冷剂吸收冷却水的热量蒸发成低压低温气态制冷剂，并经过四通阀2重新回到压缩机1中进行压缩，从而完成一个制冷循环。

与此同时，高温冷却水与低压低温气液两相制冷剂换热变成低温冷却水之后进入冷却塔4，在冷却塔4中，低温冷却水与大气环境进行换热后成为高温冷却水重新进入冷却器3，完成一个冷却循环，所述冷却循环通过冷却水循环水泵5驱动。

上述制冰、脱冰过程为不断循环的过程，经过若干个制冰、脱冰循环周期之后，贮冷器6内部就会蓄存大量片冰。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施方式而已，但本实用新型并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。