一种新型过冷水制备装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种新型过冷水制备装置及方法，包括换热器壳体、U型管换热管束、进水管路、出水管路、冷媒进口管、冷媒出口管和冷媒喷淋板；冷媒经过冷媒进口管进入换热器壳体，通过冷媒喷淋板均匀喷洒到U型管换热管束的外表面，然后降落到换热器壳体下部；同时，液体清水通过进水管路流入换热器壳体，在U型管换热管束内部流动，被喷洒到U型管换热管束外表面的冷媒逐步降温冷却后变成过冷水，经由出水管路流出换热器，通过超声波激发等方式，产生冰晶和冰浆。通过这种新型换热装置和方法，可以大大改善动态冰蓄冷系统的换热效率和运行稳定性，在减少设备初投资的同时，增强了制冰系统的换热效率，提高了制冰系统的稳定性。

A new type of supercooled water preparation device and method

The invention discloses a new type of supercooled water preparation device and method, including heat exchanger shell, U tube heat transfer tube, inlet pipe, water outlet pipe, cold medium inlet pipe, cold medium outlet pipe and cold medium spray board, cold medium inlet pipe through cold medium inlet pipe into heat exchanger shell, and evenly sprayed to U tube heat transfer tube through cold medium spray plate. The outer surface of the heat exchanger is then descended to the lower part of the heat exchanger housing; at the same time, the liquid water flows into the heat exchanger shell through the inlet pipe and flows inside the heat transfer tube of the U tube. The cold medium that is sprayed to the outer surface of the heat transfer tube of the U tube is gradually cooled and cooled into supercooled water, and the heat exchanger is outflow through the outlet pipe and excited by ultrasonic wave. In the same way, ice crystals and ice slurry are produced. Through this new heat exchanger and method, the heat transfer efficiency and operation stability of the dynamic ice storage system can be greatly improved, while the initial investment of the equipment is reduced, the heat transfer efficiency of the ice making system is enhanced and the stability of the ice making system is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种新型过冷水制备装置及方法
本专利技术涉及过冷水制备
，具体为一种新型过冷水制备装置及方法。
技术介绍
水由液态变为固态的过程，存在一种亚稳定状态的过冷水现象。在一个标准大气压下，纯净水温度下降到0℃以下一个时段内，不会马上结冰，这种现象称为过冷。当对“过冷水”通过超声波等方式进行触发时，就会解除过冷状态，产生冰晶，最后生成冰水混合物或冰浆。跟传统的冰球制冰或者盘管外制冰相比，通过这种过冷水的方式制取冰浆，具有传热效率高、制冷能耗低等突出优势，是一种先进节能的制冰技术。过冷水式动态冰浆制取技术被广泛应用于中央空调蓄冷、工艺冷却、交通运输、农产品和渔业保鲜等领域，具有十分广阔的市场前景。目前，过冷水的制取主要是利用板式换热器来完成。虽然通过冷媒直接对板片另外一侧的清水进行降温冷却到过冷状态的方式，换热效率比较高。但采用这种方式时，由于冷媒的沸腾相变换热系数很大，而且板式换热器板片之间的间隙非常小，很容易在板式换热器中产生局部低温，使清水在此处直接结出冰晶，最终造成堵塞和系统停机。因此，为了确保系统运行的稳定性，需使用载冷剂进行二次换热：首先冷媒与载冷剂在“一次板式换热器”进行换热，降温后的载冷剂再进入“二次板式换热器”与清水进行换热，把清水降温冷却到过冷状态。由于载冷剂在换热过程中始终处于液体状况，没有发生相变，因此不会产生由于局部低温而造成冰晶堵塞的现象，系统运行相对比较稳定。采用载冷剂的方式，由于经过了二次换热，使得过冷水制冰系统整体的效率比较低，而且载冷剂循环系统也会提高制冰设备的初投资。此外，由于板式换热器的结构形式所限，清水被降温冷却变成过冷水后，最后在出口管汇总时，流向从纵向变成横向，发生90°的激烈变化。亚稳态的过冷水有时也会因此而被激发，解除过冷状态，结出冰晶，在出口总管处造成堵塞。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型过冷水制备装置及方法，具有换热效率和运行稳定等优点，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种新型过冷水制备装置，包括换热器壳体、U型管换热管束、进水管路、出水管路、冷媒进口管、冷媒出口管和冷媒喷淋板；所述U型管换热管束安装在换热器壳体的空腔内，U型管换热管束的一端连接有进水管路，另一端连接有出水管路；所述出水管路插接在换热器壳体的上方，换热器壳体的下方安装进水管路；所述进水管路与出水管路之间设置有水路系统进出口隔板，水路系统进出口隔板安装在换热器壳体内；所述冷媒喷淋板安装在换热器壳体的空腔内，并设置于U型管换热管束的上方；所述冷媒喷淋板对接有冷媒进口管，冷媒进口管插接在换热器壳体的顶部；所述换热器壳体的底部插接有冷媒出口管，冷媒出口管对接有冷媒汇集孔板；所述冷媒汇集孔板安装在换热器壳体的空腔内，并设置于U型管换热管束的下方。优选的，所述U型管换热管束内装有液体清水，液体清水由进水管路流进，并由出水管路流出。优选的，所述U型管换热管束的外壁设置有冷媒，冷媒由冷媒进口管流进，经冷媒喷淋板喷洒到U型管换热管束的外表面，并由冷媒出口管排出。本专利技术提供另一种技术方案为：一种新型过冷水制备的方法，包括以下步骤：S1：将U型管换热管束、进水管路、出水管路、冷媒进口管、冷媒出口管、冷媒喷淋板、水路系统进出口隔板和冷媒汇集孔板对应组装在换热器壳体上；S2：将液体清水通过进水管路流入换热器壳体内的U型管换热管束中，同时将冷媒由冷媒进口管流进，并由冷媒喷淋板将冷媒喷洒在U型管换热管束的外表面，对U型管换热管束内的液体清水降温形成过冷水；S3：过冷水在U型管换热管束内流动，并从U型管换热管束的下方流进，上方流出，同时，冷媒从换热器壳体的上方流进，经下方的冷媒汇集孔板汇集流出。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本新型过冷水制备装置及方法，与板式换热器狭小的换热板片间距相比，U型管换热管束的内径比较大，在相同的清水流量下，清水在管内的流速相对比较低，单位面积上参与换热的清水数量更多，不会由于局部低温而在清水中产生冰晶，最后导致系统堵塞的现象，而且，清水在换热器中的整个流程比较平缓，从而避免过冷水由于流向发生激烈变化而产生冰晶堵塞的情况，保证了过冷水制备过程的稳定性。2、本新型过冷水制备装置及方法，冷媒与清水在U型管换热管束的内外表面直接进行热交换，不使用载冷剂，避免了二次换热的弊端，可以有效提高系统的换热效率，同时，进水管路从换热器壳体的下部进入，出水管路从换热器壳体的上部流出，清水在换热器壳体内的U型管换热管束内由下往上流动，管束外冷媒是从上往下喷淋，两者呈逆流布置，具有较大的传热温差和换热效率。3、本新型过冷水制备装置及方法，通过这种新型换热装置及方法，可以大大改善动态冰蓄冷系统的换热效率和运行稳定性，在减少设备初投资的同时，增强了制冰系统的换热效率，提高了制冰系统的稳定性。附图说明图1为本专利技术的装置结构示意图。图中：1换热器壳体、2U型管换热管束、3进水管路、4出水管路、5冷媒进口管、6冷媒出口管、7冷媒喷淋板、8水路系统进出口隔板、9冷媒汇集孔板。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一：请参阅图1，一种新型过冷水制备装置，包括换热器壳体1、U型管换热管束2、进水管路3、出水管路4、冷媒进口管5、冷媒出口管6和冷媒喷淋板7；U型管换热管束2安装在换热器壳体1的空腔内，U型管换热管束2的一端连接有进水管路3，另一端连接有出水管路4；出水管路4插接在换热器壳体1的上方，换热器壳体1的下方安装进水管路3；进水管路3与出水管路4之间设置有水路系统进出口隔板8，水路系统进出口隔板8安装在换热器壳体1内；冷媒喷淋板7安装在换热器壳体1的空腔内，并设置于U型管换热管束2的上方；冷媒喷淋板7对接有冷媒进口管5，冷媒进口管5插接在换热器壳体1的顶部；换热器壳体1的底部插接有冷媒出口管6，冷媒出口管6对接有冷媒汇集孔板9；冷媒汇集孔板9安装在换热器壳体1的空腔内，并设置于U型管换热管束2的下方，U型管换热管束2内装有液体清水，液体清水由进水管路3流进，并由出水管路4流出，U型管换热管束2的外壁设置有冷媒，冷媒由冷媒进口管5流进，经冷媒喷淋板7喷洒到U型管换热管束2的外表面，并由冷媒出口管6排出。实施例二：基于上述实施例一描述，本专利技术提供另一种技术方案为：一种新型过冷水制备的方法，包括以下步骤：第一步：将U型管换热管束2、进水管路3、出水管路4、冷媒进口管5、冷媒出口管6、冷媒喷淋板7、水路系统进出口隔板8和冷媒汇集孔板9对应组装在换热器壳体1上；第二步：将液体清水通过进水管路3流入换热器壳体1内的U型管换热管束2中，同时将冷媒由冷媒进口管5流进，并由冷媒喷淋板7将冷媒喷洒在U型管换热管束2的外表面，对U型管换热管束2内的液体清水降温形成过冷水；第三步：过冷水在U型管换热管束2内流动，并从U型管换热管束2的下方流进，上方流出，同时，冷媒从换热器壳体1的上方流进，经下方的冷媒汇集孔板9汇集流出。工作原理：本专利技术提供的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型过冷水制备装置，其特征在于，包括换热器壳体(1)、U型管换热管束(2)、进水管路(3)、出水管路(4)、冷媒进口管(5)、冷媒出口管(6)和冷媒喷淋板(7)；所述U型管换热管束(2)安装在换热器壳体(1)的空腔内，U型管换热管束(2)的一端连接有进水管路(3)，另一端连接有出水管路(4)；所述出水管路(4)插接在换热器壳体(1)的上方，换热器壳体(1)的下方安装进水管路(3)；所述进水管路(3)与出水管路(4)之间设置有水路系统进出口隔板(8)，水路系统进出口隔板(8)安装在换热器壳体(1)内；所述冷媒喷淋板(7)安装在换热器壳体(1)的空腔内，并设置于U型管换热管束(2)的上方；所述冷媒喷淋板(7)对接有冷媒进口管(5)，冷媒进口管(5)插接在换热器壳体(1)的顶部；所述换热器壳体(1)的底部插接有冷媒出口管(6)，冷媒出口管(6)对接有冷媒汇集孔板(9)；所述冷媒汇集孔板(9)安装在换热器壳体(1)的空腔内，并设置于U型管换热管束(2)的下方。

【技术特征摘要】
1.一种新型过冷水制备装置，其特征在于，包括换热器壳体(1)、U型管换热管束(2)、进水管路(3)、出水管路(4)、冷媒进口管(5)、冷媒出口管(6)和冷媒喷淋板(7)；所述U型管换热管束(2)安装在换热器壳体(1)的空腔内，U型管换热管束(2)的一端连接有进水管路(3)，另一端连接有出水管路(4)；所述出水管路(4)插接在换热器壳体(1)的上方，换热器壳体(1)的下方安装进水管路(3)；所述进水管路(3)与出水管路(4)之间设置有水路系统进出口隔板(8)，水路系统进出口隔板(8)安装在换热器壳体(1)内；所述冷媒喷淋板(7)安装在换热器壳体(1)的空腔内，并设置于U型管换热管束(2)的上方；所述冷媒喷淋板(7)对接有冷媒进口管(5)，冷媒进口管(5)插接在换热器壳体(1)的顶部；所述换热器壳体(1)的底部插接有冷媒出口管(6)，冷媒出口管(6)对接有冷媒汇集孔板(9)；所述冷媒汇集孔板(9)安装在换热器壳体(1)的空腔内，并设置于U型管换热管束(2)的下方。2.如权利要求1所述的一种新型过冷水制备装置，其特征在于：所述U型管换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：张荣生，
申请(专利权)人：广州汉正能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44