一种分体蒸发式冰浆发生器装置及运行方法与流程

本发明涉及一种分体蒸发式冰浆发生器装置及运行方法，涉及到蓄能及空调制冷节能技术领域。

背景技术：

冰浆是利用“过冷水”的技术，先将水降温至-2℃至-4℃，并保持流体状态，再通过促晶装置，将过冷水解除过冷状态，瞬时生成含有大量冰晶的0℃冰水混合物！冰浆制取过程由于避免了因冰层聚集而引起的导热热阻，制冷蒸发温度相对于冰球、盘管式冰蓄冷的蒸发温度可提6℃左右，且在整个成冰过程中温度保持稳定不下降，显著提高制冷系统cop，能耗大大降低，并且冰浆可通过强制对流大幅度提高系统整体换热性能，从而提高了制冰及换热速度，因此冰浆的应用将越来越广泛。

常规水成冰过程中并不是在达到0℃就立即结冰，降温时水分子先相互结合形成‘冰核’进而生长成大冰晶，目前发现‘冰核’临界尺寸直径约为10纳米左右，这是水分子聚集形成冰晶结构，并快速形成大冰晶所需的最小临界尺寸，而过于纯净的水质，因缺少结冰所需的凝结核，导致会出现此时水低于零度仍然不结冰的现象发生。

另外过冷水是极不稳定,只要投入少许凝结核或提供其它成核条件时，便能诱发结晶,使过冷水的温度回升到凝固点。

因此在冰浆制取的整个过程中，有两个环节尤为关键，一为过冷水制取过程，二为冰浆形成过程。在上述两个环节中，如何提供一种集成装置，既能确保水在过冷情况不结冰，同时也能确保过冷水在解除过冷态后能迅速形成冰浆，并且整个装置简单高效，是非常值得进行深入研究及开发。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题就是提供了一种全新分体蒸发式冰浆发生器装置及运行方法，包括蓄冷箱、制冷箱、ro型冰核分离器以及包含由制冷剂集气盘、集气管、制冷剂进液管、换热管、制冷剂分液盘组成的蒸发器组件，实现自来水在同一种装置中能直接分区制取过冷水与动态冰浆，采用直接蒸发减少冷冻循环动力，提高蒸发温度，采用直接换热，减少载冷剂循环动力，实现整个装置结构紧凑，占地面积小，大大提高蓄能及制冷效率，为用户节省设备和材料费用以及节约大量空调及制冷使用费用。

本发明所采取的技术方案是：

本发明提供一种分体蒸发式冰浆发生器装置及运行方法：包括蓄冷箱1、制冷箱2、ro型冰核分离器15以及包含由制冷剂集气盘3、集气管4、制冷剂进液管5、换热管8、制冷剂分液盘9组成的蒸发器组件22，包括由蓄冷箱温度传感器33、制冷箱温度传感器34、液位变送器i28、液位变送器ii29、旁通电磁阀i30、旁通电磁阀ii31组成的控制单元器件。

所述蒸发器组件22中，制冷剂由制冷剂进液管5经制冷剂分液盘9进入换热管8，进行蒸发吸热后变成制冷剂气体，汇入制冷剂集气盘3后经集气管4排出。

所述制冷箱2顶部安装有进水管6，壁面上侧四周环形分布溢水孔7，下部焊接有限位支承板21，蒸发器组件22放置在限位支承板21上，由紧固螺母16固定，制冷箱2外侧安装有制冷箱液位显示管27与液位变送器ii29，底部安装有漏水管32。

所述蓄冷箱1箱体由保温eps24组成，内腔布置环形支承板23，制冷箱2安置在环形支承板23上进行固定连接，环形支承板23上布置有漏孔14。

所述蓄冷箱1底部对外连接安装有冰浆12、排水口17，同时蓄冷箱1外侧安装有蓄冷箱液位显示管10、液位变送器i28。

所述ro型冰核分离器15通过一级进水管18与晶核体出液管19与蓄冷箱1连通，通过出液总管20、除晶水进水管26与制冷箱2相连通。

所述蓄冷箱液位显示管10与制冷箱液位显示管27顶部由管道相连通并安装有透气孔25，一级进水管18进水端安装有初级过滤器13，除晶水进水管26与晶核体出液管19之间安装有旁通管，分别由旁通电磁阀i30与旁通电磁阀ii31进行开关控制。

所述装置内部不同液位的控制分别由液位变送器i28、液位变送器ii29提供信号控制，装置内部的温度显示及温控分别由蓄冷箱温度传感器33、制冷箱温度传感器34提供，不同的水流通路选择由旁通电磁阀i30、旁通电磁阀ii31进行切换控制。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种全新的分体蒸发式冰浆发生器装置及运行方法，实现自来水在同一种装置中能直接分区制取过冷水与动态冰浆，采用直接蒸发减少冷冻循环动力，提高蒸发温度，采用直接换热，减少载冷剂循环动力，实现整个装置结构紧凑，占地面积小，大大提高蓄能及制冷效率，为用户节省设备和材料费用以及节约大量空调及制冷使用费用。

附图说明

图1是本发明实施例的一种分体蒸发式冰浆发生器装置结构示意图；

图2是本发明实施例的一种分体蒸发式冰浆发生器装置运行方法工作原理图；

图中：

蓄冷箱（1）制冷箱（2）制冷剂集气盘（3）集气管（4）制冷剂进液管（5）进水管（6）溢水孔（7）换热管（8）制冷剂分液盘（9）蓄冷箱液位显示管（10）冰浆回液管（11）冰浆供液管（12）初级过滤器（13）漏孔（14）ro型冰核分离器（15）紧固螺母（16）排水口（17）一级进水管（18）晶核体出液管（19）出液总管（20）限位支承板（21）蒸发器组件（22）环形支承板（23）保温eps(24)透气孔（25)除晶水进水管（26）制冷箱液位显示管（27）液位变送器i(28)液位变送器ii(29)旁通电磁阀i（30）旁通电磁阀ii（31）漏水管（32）蓄冷箱温度传感器（33）制冷箱温度传感器（34）。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例一种分体蒸发式冰浆发生器装置示意图及一种分体蒸发式冰浆发生器装置运行方法工作原理图，具体实施方式如下:

一、制冷箱结构及工作过程：

（一）、制冷箱结构：

制冷箱2内部主要布置有蒸发器组件22，其具体由制冷剂进液管5、制冷剂分液盘9、换热管8、制冷剂集气盘3、集气管4组成，分布在制冷箱2中央，放置于限位支承板21上,由紧固螺母16紧固；制冷箱2上部箱壁环形布置有溢水孔7，整个制冷箱2放置于环形支承板23上，由紧固螺母固定，制冷箱2外侧分别装有制冷箱液位显示管27及液位变送器ii29，底部安装有漏水管32。

（二）、制冷箱工作过程：

首先自来水从进水管6进入制冷箱2，水位的高度通过制冷箱液位显示管27可清晰看出，当进水液位至c处时（图2所示），制冷水箱水满，此时继续进入的自来水将从溢水孔7向蓄冷箱1溢流，经漏孔14进入蓄冷箱1,当蓄冷箱中的液位到达b处时，（此液位可由用户设定调整，如图2所示,具体由液位变送器i28提供控制信号来决定实施），自来水停止进水，此时制冷水箱与蓄冷水箱水位都达到正常工作水位，这时ro型冰核分离器15内部的水路循环工作模块工作，将蓄冷水箱中的水直接输送至制冷水箱，进行两个水箱之间水位大循环工作；

与此同时，制冷系统开始工作：从外接的冷凝组件经节流的低压液态制冷剂由制冷剂进液管5经制冷剂分液盘9分流后进入换热管8，进行蒸发吸热，对水箱中循环水进行制冷，吸热后制冷剂变为气态，经制冷剂集气盘3汇集后由集气管4排至外接的冷凝组件，从而完成整个制冷工作循环，在制冷循环工作过程中，两个水箱的水温不断下降，当水温降至0.2℃时，（此温度用户可自定义），制冷系统停止工作，第一阶段常规制冷过程结束；

紧接着，旁通电磁阀ii31关闭，旁通电磁阀i30打开，制冷水箱中的水依靠自身重力经漏水管32全部下泄至蓄冷水箱，该过程结束后，旁通电磁阀i30关闭，ro型冰核分离器15内部的一级冰核分离工作模式启动：蓄冷水箱中的冷冻水经初级过滤器13从一级进水管18进入ro型冰核分离器15，经深度净化除核后形成除晶水，实现除晶水中各种颗粒尺寸小于10纳米后，经出液总管20进入制冷箱2，颗粒尺寸大于10纳米的晶核水经晶核体出液管19进入蓄冷水箱参与重新稀释除晶，此过程一直持续到制冷水箱中液位达到工作水位为止，该液位由液位变送器ii29提供信号来控制，在水位达标后，ro型冰核分离器15内部一级冰核分离工作模块结束，ro型冰核分离器15内部二级冰核分离模块及制冷系统开始工作，此时旁通电磁阀i30仍处于关闭状态，旁通电磁阀ii31打开，除晶水经漏水管32通过旁通电磁阀ii31从除晶水进水管26进入ro型冰核分离器15内部的二级冰核分离模块，二次分离制冷水箱中因温度降低时新形成的新冰核，确保过冷水形成的整个过程中无临界冰核产生，从而阻止冰晶的形成，分离的小冰核由晶核体出液管19进入蓄冷箱，而再次生成的除晶水经出液总管20进入制冷箱继续进行循环制冷降温，直至制冷箱达到所需温度的过冷水为止；此整个过程中过冷水因缺少形成冰晶的临界冰核，所以一直保持过冷液体状态，另外整个制冷过程保持较高的蒸发温度，大大提高制冷效率。

二、蓄冷箱结构及工作过程：

（一）蓄冷箱结构

蓄冷箱1的箱壁由保温eps24组成，蓄冷箱1外侧安装有蓄冷箱液位显示管10及液位变送器i28；蓄冷箱1内侧壁焊接有环形支承板23，其上布置有若干漏孔14，蓄冷箱1底部设有初级过滤器13，侧边安装有冰浆回液管11与冰浆供液管12，以提供与外界进行冷量交换通道；另外侧边安装有一级进水管18、晶核体出液管19，分别与ro型冰核分离器15进行连接，同时蓄冷箱1底部设置有排水口17，便于水箱以后的维护及清洗，蓄冷箱顶部设有透气孔25，以平衡制冷水箱及蓄冷箱内部气压与外界大气压力的平衡。

（二）、蓄冷箱工作过程：

当制冷水箱过冷水温度达标后，此时旁通电磁阀i30打开，旁通电磁阀ii31关闭，过冷水经漏水管32至旁通电磁阀i30再至晶核体出液管19进入蓄冷箱，由于蓄冷箱存在大量可形成冰晶的大颗粒冰核，因此过冷水进入蓄冷箱后会迅速形成冰晶，继而形成部分冰浆，当冰浆含量没有达到设定值时，再重复制冷箱工作过程，以补充过冷水再进入蓄冷箱制取冰浆，该过程直到冰浆量达到要求为止；

当设备需对外供冷时，蓄冷水箱中冰浆通过冰浆供液管12对外提供冷源，交换热能后再经冰浆回液管11回到蓄冷水箱，一直如此工作循环，此工作过程随蓄冷量释放完毕后而结束。

以上所述，并非是对本发明的限制，本发明也并不局限于上述实施方式，只要在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，从而达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。