一种恒温定压融冰供水系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种恒温定压融冰供水系统，包括依次连接的蓄冰槽、水泵、用冷端、设置在用冷端的入口前的温度传感器、设置在水泵的出口和用冷端的出口管之间的旁通管，所述旁通管上设置一可调节旁通流量的调节阀；所述调节阀的开度根据所述温度传感器感测的水温进行调节。本系统在传统冰蓄冷供冷系统的基础上，通过在蓄冰槽取水管和回水管之间设置旁通管的方式，实现对蓄冰槽取水温度0到2℃的稳定控制，适用于乳品、饮料和其它食品生产工艺中对4℃左右目标温度产品的冷源需求，而且这种低温水为普通清水，无须添加防冻剂，保证了食品安全卫生。

【技术实现步骤摘要】
一种恒温定压融冰供水系统
本技术涉及蓄冰槽低温供水领域，特别是涉及一种稳定提供低温冷冻水的蓄冰槽供水系统。
技术介绍
在乳品、饮料以及其他许多食品加工行业中，根据食品卫生标准，通常需要把产品或生产过程中的半成品冷却并维持在4℃的温度条件下。由于产品和冷源之间一般都不允许直接接触，因此必须采用换热器进行降温冷却，考虑到必要的换热温差(一般是2℃以上)，对冷源的温度要求则必须达到2℃以下。由于低于2℃的冷冻水已经接近结冰温度点，在冷冻水的制取过程中极容易出现结冰而冻结换热设备的问题，因此作为安全措施，往往需要在冷冻水中添加防冻剂。但是，食品安全卫生对防冻剂的要求非常严格，必须达到食用级别方可使用，而食用级别的防冻剂往往价格昂贵，比如常见的食用级丙三醇等，这使得企业生产成本高昂。作为解决上述问题的现有技术方案则主要是采用冰蓄冷技术提供低温冷冻水。普通清水成本低廉，又安全卫生。冰蓄冷技术是通过把普通清水制成冰并储存起来，然后通过从蓄冰槽内的冰水混和物中取出低温冷冻水，作为冷源满足生产工艺的用冷需求的一种技术，目前在乳品、饮料以及其他许多食品加工行业中普遍应用。但是，上述冰蓄冷供冷技术在实际应用中所面临的一个重要问题是冷冻水的温度品质难以稳定保障，即从蓄冰槽取出的低温水很难在整个融冰周期内都稳定地维持在2℃以下。在蓄冰槽内含冰量较高或者用冷端负荷较小的情况下，较容易获得2℃以下的冷冻水；但当蓄冰槽内含冰量较小或用冷端负荷较大时，则会出现冷冻水温度快速上升超过2℃的问题。造成上述问题的主要原因是冰的融化速度较慢，具有较高温度的蓄冰槽回水在与冰接触换热过程中的平均换热系数较低，致使高温回水在蓄冰槽内来不及被融冰降温到低于2℃时就又被取出。因此，现有的冰蓄冷供冷方案无法应对用冷端负荷波动和蓄冰槽含冰率较低时的供冷品质要求。
技术实现思路
为解决现有技术所存在的上述问题，本技术提出一种恒温定压融冰供水系统，本系统在传统冰蓄冷供冷系统的基础上，通过在蓄冰槽取水管和回水管之间设置旁通管的方式，实现对蓄冰槽取水温度0到2℃的稳定控制。本技术采用以下技术方案来实现：一种恒温定压融冰供水系统，包括依次连接的蓄冰槽、水泵、用冷端、设置在用冷端的入口前的温度传感器、设置在水泵的出口和用冷端的出口管之间的旁通管，所述旁通管上设置一可调节旁通流量的调节阀；所述调节阀的开度根据所述温度传感器感测的水温进行调节。优选地，所述恒温定压融冰供水系统还包括设置在用冷端的入口前的压力传感器，根据压力传感器所感测的供水压力调节所述水泵的水流量。优选地，在所述水泵的出口位置设置隔膜稳压罐。与现有技术相比，本技术具有如下优点及有益效果：1、从蓄冰槽底部抽出的低温水在被送往用冷端换热之前，通过一个旁通管分流出一部分低温水直接与释放完冷量的高温回水混合后回到蓄冰槽的顶部。由于回槽水温经旁通混和后温度降低，在蓄冰槽内再次被其中储存的冰降温的难度显著降低，速度也大幅提高，因而从蓄冰槽底部取出的低温水可以长时间维持在0到2℃之间的温度范围内，满足乳品、饮料和其它食品生产工艺中对4℃目标产品的冷冻工艺需求，而且这种低温水为普通清水，无须添加防冻剂，保证了食品安全卫生。2、旁通管上设置一可调节旁通流量的调节阀，调节阀的开度大小可以自由调节，调节的方向和幅度均由温度传感器所感测的水温参数确定。由于调节阀的开度可根据温度传感器所检测水温的情况进行调节，本技术供水温度更稳定。3、结合用冷端入口前压力传感器所感测的供水压力，采用变频水泵的方式实现变流量的控制，既节约了能源，又确保了所有正在运行的用冷换热器能够获得额定的冷冻水流量。4、在紧邻变频水泵的出口位置，设置有隔膜稳压罐，由于隔膜稳压罐能够在一定范围内随时吸收压力的小幅波动，使得与之相连的管道内能够在一定范围维持压力的稳定，进一步稳固了用冷端的供水压力达到恒定的状态。附图说明图1是本技术的结构示意图；图中：1、变频水泵；2、蓄冰槽；3、回水管；4、取水管；5、用冷端；6、压力传感器；7、温度传感器；8、隔膜稳压罐；9、调节阀；10、旁通管。具体实施方式下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。实施例参照附图1，本技术融冰供水系统包括依次首尾相连的蓄冰槽2、变频水泵1和用冷端5，变频水泵1连接在蓄冰槽2的取水管4与用冷端5的入口之间，蓄冰槽2的回水管3与用冷端5的出口连接。蓄冰槽的取水管4布置在蓄冰槽底部，回水管3布置在蓄冰槽顶部。为了实现水温的恒定可控，在变频水泵1的出口和用冷端5的出口管之间设置一旁通管10，旁通管上设置一可调节旁通流量的调节阀9。在用冷端5的入口和旁通管与主管连接处之间设置温度传感器7、压力传感器6，即温度传感器7及压力传感器6均设置在用冷端5的入口前；在变频水泵1的出口和旁通管与主管连接处之间设置隔膜稳压罐8，即隔膜稳压罐8设置在变频水泵1的出口位置。隔膜稳压罐8的作用是缓冲水泵出口管路中的压力波动，当水泵出口管路中的压力有容许范围内的小幅波动时，隔膜稳压罐通过自身的压力调节能力吸收振幅，从而避免变频水泵出现频繁的频率调节或开启、停止。在本技术所述的系统中，蓄冰槽2内有预先制备好的冰水混和物，其温度接近0℃。由于低温水趋向于下沉，因此通过布置于蓄冰槽2底部的取水管4取出低温水，由变频水泵1输送到用冷端5，在用冷端5中与被降温物品进行换热后温度升高，再沿布置在蓄冰槽2顶部的回水管3回到蓄冰槽2内部，并从蓄冰槽2顶部喷洒到其中的冰层上。经过高温回水与冰之间的接触换热后，一部分冰融化，高温回水则又被冷却回2℃以下，然后再通过取水管4输出，循环供冷。当蓄冰槽2内含冰率较小或者用冷端5的负荷波动较大(比如突然增大用冷负荷)时，回到蓄冰槽2内的高温回水来不及与冰进行充分的热交换，从而致使进入取水管4的低温供水温度上升至超过目标供冷温度，无法满足生产用冷的工艺需求。本技术通过布置在用冷端入口前的温度传感器7感测其中的供水水温；而调节阀9的开度大小可以自由调节，其调节的方向和幅度均由温度传感器7所感测的水温参数确定。当温度传感器7感测到的水温高于目标供水温度(比如2℃)时，布置在旁通管10上的调节阀9的开度则增大，此时旁通流量增大，由旁通流量和来自于用冷端5的高温回水相互混和后的回槽水温度降低，回槽水流量也增大，蓄冰槽内换热系数增强，具有较低温度的回槽水被快速降低到2℃以下，进入取水管4的取水温度随即回落到目标供水温度；当温度传感器7所感测的水温低于目标供水温度(比如2℃)时，减小调节阀9的开度，此时回槽水温升高，回槽水流量也降低，蓄冰槽内换热系数弱化，进入取水管4的取水温度随即回升到目标供水温度。由此实现了蓄冰槽2向用冷端5的低温恒定融冰供水目标。另一方面，用冷端5可能由若干用冷换热设备组成，其使用时间和对冷冻水的数量需求各不相同。本技术专利采用变频水泵的方式实现变流量的控制，即变频水泵1可以通过自由改变输入电源频率而调节水流量，水流量的调节方向和幅度由压力传感器6所感测的供水压力参数确定。设置在用冷端5入口前的压力传感器6实时感测供水压力，当压力传感器6所感测到的供水压力高于目标供水压力时，表明用冷端5部分换热设备关闭或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种恒温定压融冰供水系统，包括依次连接的蓄冰槽、水泵及用冷端，其特征在于，还包括设置在用冷端的入口前的温度传感器、设置在水泵的出口和用冷端的出口管之间的旁通管，所述旁通管上设置一可调节旁通流量的调节阀；所述调节阀的开度根据所述温度传感器感测的水温进行调节。

【技术特征摘要】
1.一种恒温定压融冰供水系统，包括依次连接的蓄冰槽、水泵及用冷端，其特征在于，还包括设置在用冷端的入口前的温度传感器、设置在水泵的出口和用冷端的出口管之间的旁通管，所述旁通管上设置一可调节旁通流量的调节阀；所述调节阀的开度根据所述温度传感器感测的水温进行调节。2.根据权利要求1所述的恒温定压融冰供水系统，其特征在于，还包括设置在用冷端的入口前的压力传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：漆科亮，肖睿，
申请(专利权)人：广州高菱能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44