流态冰蒸发器及使用该流态冰蒸发器的空调系统技术方案

本发明专利技术的一种流态冰蒸发器包括：蒸发器外壳、电机、传动箱、上隔板、下隔板、折流板和顶支撑板，在蒸发器外壳内的每个折流板的一半的区域内上开有若干个折流孔，相邻的折流板的开孔区域开在与之相邻的折流板的另一半区域内，液态制冷剂在蒸发器外壳内呈之字形流动；该流态冰蒸发器应用在空调系统中，该空调系统包括：用户端循环回路、制冷剂循环回路、外端水循环回路、第一二位四通阀组件和第二二位四通阀组件，该空调系统利用水的凝固热取热，它是水显热的80倍，克服了原有热泵系统缺点，是热泵系统革命性进步，最大限度的节省空调系统的运行费用。

【技术实现步骤摘要】
流态冰蒸发器及使用该流态冰蒸发器的空调系统
本专利技术涉及一种新型供能系统，特别是涉及一种流态冰蒸发器及使用该流态冰蒸发器的空调系统。
技术介绍
能源和环境是当今人类面临的两大问题。目前，化石燃料是人类生产.生活的主要能源。随着全球能源使用量的增长，及不科学使用，化石燃料等不可再生能源将日益枯竭，并对环境产生严重影响。我国正遭遇经济高速发展带来的后遗症，环境污染，主要包括大气污染、水污染与土壤污染三方面。近年，随着PM2.5与雾霾逐渐受到重视，大气污染成为国人关注焦点。在我国北方地区正在进行一场无煤化的革命热泵作为一种清洁的可再生能源技术，在供暖行业中有着举足轻重的作用，而传统热泵技术有其各自的局限性：空气能(源)热泵受空气温度影响较大，我国南方地区应用较为普遍。但受结霜问题困扰。北方应用能效较低。本技术利用水的凝固热取热，将是水显热的80倍，这将克服以上热泵系统缺点，实现热泵系统革命性进步。中国专利CN1731048A(申请号为200510044164.5)公开了一种制造流态冰的制冷换热器，该制造流态冰的制冷换热器存在以下缺点：1、传动机构过于复杂，传动效率更低；2、冰浆的混合溶液在出口处容易形成冰堵；3、制冷剂在壳体内分布不均匀，造成局部过冷或结冰现象严重，使流态冰不稳定，析冰不均匀。4、搅拌棒下端没有带止推限位装置，会使搅拌棒横向摆动对列管壁造成损伤。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有流态冰制冷换热器的缺点，而提供一种流态冰蒸发器及使用该流态冰蒸发器的空调系统，本专利技术可以利用江河湖海的水源，利用有以冰水混合物的形式排放，极大的减少热泵用水量，本技术是热泵系统的革命。本专利技术流态冰蒸发器所采用的是过冷技术，将一定浓度的溶液，冷却到一定过冷度的温度，利用盐溶液的析冰现象，在溶液中形成冰晶，下面介绍一下析冰现象的原理。如图1所示，它是溶液浓度相平衡图，在图中横坐标表示溶液浓度，纵坐标表示温度，WE为析冰线，EG为析盐线，E点为共晶点。1、析冰线、析盐线上部是溶液区；TE线与析冰线之间区域为冰+溶液共存区；TE线与析盐线之间的区域为溶质+饱和溶液共存区；析冰线与析盐线上部为溶液区；TE线下部为冰+溶质的固体共存区。2、每种浓度的溶液都对应一个冰晶(水冰)析出温度，当溶液温度降至析冰温度时就可以连续析出冰晶。3、溶液析出冰晶时放出热量，使溶液温度微量增加，溶液温度也微量上升，这种析出冰晶过程中溶液的特殊性就使溶液在冰晶析出过程中不易粘结在制冰管道上。4、流态冰机组可用溶液为盐类(海水、NaCl盐溶液等)、醇类(甲醇、乙醇、丙三醇、丙二醇、乙二醇溶液等)根据乙二醇的性质，本技术采用乙二醇作为载冷剂，此时整个循环的乙二醇溶液为固液混合状态，当混合溶液流经体积较大的蓄能池时，溶液中的冰晶自然上浮，达到冰晶与乙二醇溶液分离的目的。为解决上述技术问题，本专利技术流态冰蒸发器所采用的技术方案如下：本专利技术的一种流态冰蒸发器，其中：所述流态冰蒸发器，它包括：蒸发器外壳、电机、传动装置、上隔板、下隔板、折流板和顶支撑板，在蒸发器外壳的顶部装有电机，在蒸发器外壳内的上部从上到下依次装有顶支撑板和上隔板，顶支撑板和上隔板之间的空间为流态冰汇腔，在蒸发器外壳内的下部装有下隔板，下隔板与蒸发器外壳下部所隔成的空间为液态载冷剂腔，在沿着蒸发器外壳的高度方向的上隔板和下隔板之间装有若干个折流板，在上隔板和下隔板之间的蒸发器外壳空间内布置有若干根列管，列管从上到下依次穿过上隔板、若干个折流板和下隔板，它们的上端与流态冰汇腔相通，下端与液态载冷剂腔相通，在每根列管内装有螺旋搅拌轴，螺旋搅拌轴的上端穿过顶支撑板并通过传动装置由电机带动，螺旋搅拌轴下端被支撑在蒸发器外壳的下端，在液态载冷剂腔的蒸发器外壳上开有液态载冷剂入口，在流态冰汇腔的蒸发器外壳上开有流态冰混合溶液出口，在最下端的折流板与下隔板之间的蒸发器外壳上开有液态制冷剂入口，在上隔板与最上端的折流板之间的蒸发器外壳上开有气态制冷剂出口，液态制冷剂在蒸发器外壳内呈之字形流动，其中：在蒸发器外壳内的每个折流板的一半的区域内上开有若干个折流孔，相邻的折流板的开孔区域开在与之相邻的折流板的另一半区域内，螺旋搅拌轴与列管管壁之间的间隙为5-10cm，螺旋搅拌轴的转速为500转/分钟至600转/分钟，螺旋搅拌轴为螺旋杆，该螺旋杆的螺旋升角40-50°，该螺旋杆的头数为6-10；本专利技术的一种流态冰蒸发器，其中：所述流态冰混合溶液出口伸入流态冰汇腔内，并通过防冰堵喇叭口与流态冰汇腔相通，防冰堵喇叭口的夹角为20°一30°；本专利技术的一种流态冰蒸发器，其中：所述的传动装置包括：主动轮、从动轮、传动轮和若干个搅拌齿轮，在每个螺旋搅拌轴上端装有一个搅拌齿轮，电机带动主动轮旋转，主动轮与从动轮啮合，从动轮和传动轮装在同一转轴上，传动轮与装在蒸发器外壳中心的搅拌齿轮啮合，上述搅拌齿轮与其相邻的搅拌齿轮啮合，以此类推，传动轮带动所有蒸发器外壳内的搅拌齿轮旋转；本专利技术的一种流态冰蒸发器，其中：所述折流板沿着蒸发器外壳的高度方向均匀分布，其个数为5-20个；本专利技术的一种流态冰蒸发器，其中：所述螺旋搅拌轴的底端通过搅拌器止推限位器装在蒸发器外壳的下端，所述列管在蒸发器外壳空间内均匀分布；使用本专利技术的一种流态冰蒸发器的空调系统，其中：该流态冰蒸发器应用在空调系统中，该空调系统包括：用户端循环回路、制冷剂循环回路、外端水循环回路、第一二位四通阀组件和第二二位四通阀组件，第一二位四通阀组件和第二二位四通阀组件包括：四个二通阀，其中二组二通阀并联在一起，每组二通阀由二个二通阀串联在一起，每组二通阀的两个二通阀之间分别为d端和c端，二组二通阀的两端分别为a端和b端，外端循环包括：由冷凝器的一侧、位于第一二位四通阀组件的d端和第一二位四通阀组件的a端之间的二通阀、江河湖海段、第二泵和位于第二二位四通阀组件的a端和第二二位四通阀组件的d端之间的二通阀依次串接组成的水循环；制冷剂循环回路包括：由流态冰蒸发器的一侧、压缩机、冷凝器的另一侧和膨胀阀依次串接组成的制冷剂循环回路；冷凝器的一侧与冷凝器的另一侧在冷凝器内相互耦合，用户端循环回路包括：流态冰蒸发器的另一侧、位于第一二位四通阀组件的c端和第一二位四通阀组件的b端之间的二通阀、第一泵、用户端和位于第二二位四通阀组件的b端和第二二位四通阀组件的c端之间的二通阀依次串接组成的用户端循环回路，流态冰蒸发器的一侧与流态冰蒸发器的另一侧在流态冰蒸发器内相互耦合；使用本专利技术的一种流态冰蒸发器的空调系统，其中：在江河湖海段的两端还并联有冷却塔，在冷却塔的两端分别装有第一二通阀和第二二通阀；使用本专利技术的一种流态冰蒸发器的空调系统，其中所述用户端循环回路内流动的溶液为海水、NaCl盐溶液、甲醇、乙醇、丙三醇、丙二醇或乙二醇溶液，上述溶液的冰点小于0℃；使用本专利技术的一种流态冰蒸发器的空调系统，其中：所述江河湖海段是取自江、河、湖或海中的水。采用上述技术方案后，本专利技术流态冰蒸发器，具有如下优点：1、先进的传动机构，避繁就简，传动效率更高。2、含冰浆的混合溶液在有喇叭口形状的出口不容易形成冰堵。3、采用孔板形式的折流板既保证了过流面积，又使制冷剂均匀分布在管束周围，避免了局部过冷结冰严重等现象本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流态冰蒸发器(112)，它包括：蒸发器外壳(6)、电机(3)、传动装置(4)、上隔板(9)、下隔板(14)、折流板(11)和顶支撑板(7)，在蒸发器外壳(6)的顶部装有电机(3)，在蒸发器外壳(6)内的上部从上到下依次装有顶支撑板(7)和上隔板(9)，顶支撑板(7)和上隔板(9)之间的空间为流态冰汇腔(8)，在蒸发器外壳(6)内的下部装有下隔板(14)，下隔板(14)与蒸发器外壳(6)下部所隔成的空间为液态载冷剂腔(17)，在沿着蒸发器外壳(6)的高度方向的上隔板(9)和下隔板(14)之间装有若干个折流板(11)，在上隔板(9)和下隔板(14)之间的蒸发器外壳(6)空间内布置有若干根列管(10)，列管(10)从上到下依次穿过上隔板(9)、若干个折流板(11)和下隔板(14)，它们的上端与流态冰汇腔(8)相通，下端与液态载冷剂腔(17)相通，在每根列管(10)内装有螺旋搅拌轴(5)，螺旋搅拌轴(5)的上端穿过顶支撑板(7)并通过传动装置(4)由电机(3)带动，螺旋搅拌轴(5)的下端被支撑在蒸发器外壳(6)的下端，在液态载冷剂腔(17)的蒸发器外壳(6)上开有液态载冷剂入口(16)，在流态冰汇腔(8)的蒸发器外壳(6)上开有流态冰混合溶液出口(1)，在最下端的折流板(11)与下隔板(14)之间的蒸发器外壳(6)上开有液态制冷剂入口(13)，在上隔板(9)与最上端的折流板(11)之间的蒸发器外壳(6)上开有气态制冷剂出口(18)，液态制冷剂在蒸发器外壳(6)内呈之字形流动，其特征在于：在蒸发器外壳(6)内的每个折流板(11)的一半的区域内上开有若干个折流孔(12)，相邻的折流板(11)的开孔区域开在与之相邻的折流板(11)的另一半区域内，螺旋搅拌轴(5)与列管(10)管壁之间的间隙为5‑10cm，螺旋搅拌轴(5)的转速为500转/分钟至600转/分钟，螺旋搅拌轴(5)为螺旋杆，该螺旋杆的螺旋升角40‑50°，该螺旋杆的头数为6‑10。...

【技术特征摘要】
1.一种流态冰蒸发器(112)，它包括：蒸发器外壳(6)、电机(3)、传动装置(4)、上隔板(9)、下隔板(14)、折流板(11)和顶支撑板(7)，在蒸发器外壳(6)的顶部装有电机(3)，在蒸发器外壳(6)内的上部从上到下依次装有顶支撑板(7)和上隔板(9)，顶支撑板(7)和上隔板(9)之间的空间为流态冰汇腔(8)，在蒸发器外壳(6)内的下部装有下隔板(14)，下隔板(14)与蒸发器外壳(6)下部所隔成的空间为液态载冷剂腔(17)，在沿着蒸发器外壳(6)的高度方向的上隔板(9)和下隔板(14)之间装有若干个折流板(11)，在上隔板(9)和下隔板(14)之间的蒸发器外壳(6)空间内布置有若干根列管(10)，列管(10)从上到下依次穿过上隔板(9)、若干个折流板(11)和下隔板(14)，它们的上端与流态冰汇腔(8)相通，下端与液态载冷剂腔(17)相通，在每根列管(10)内装有螺旋搅拌轴(5)，螺旋搅拌轴(5)的上端穿过顶支撑板(7)并通过传动装置(4)由电机(3)带动，螺旋搅拌轴(5)的下端被支撑在蒸发器外壳(6)的下端，在液态载冷剂腔(17)的蒸发器外壳(6)上开有液态载冷剂入口(16)，在流态冰汇腔(8)的蒸发器外壳(6)上开有流态冰混合溶液出口(1)，在最下端的折流板(11)与下隔板(14)之间的蒸发器外壳(6)上开有液态制冷剂入口(13)，在上隔板(9)与最上端的折流板(11)之间的蒸发器外壳(6)上开有气态制冷剂出口(18)，液态制冷剂在蒸发器外壳(6)内呈之字形流动，其特征在于：在蒸发器外壳(6)内的每个折流板(11)的一半的区域内上开有若干个折流孔(12)，相邻的折流板(11)的开孔区域开在与之相邻的折流板(11)的另一半区域内，螺旋搅拌轴(5)与列管(10)管壁之间的间隙为5-10cm，螺旋搅拌轴(5)的转速为500转/分钟至600转/分钟，螺旋搅拌轴(5)为螺旋杆，该螺旋杆的螺旋升角40-50°，该螺旋杆的头数为6-10。2.如权利要求1所述的流态冰蒸发器(112)，其特征在于：所述流态冰混合溶液出口(1)伸入流态冰汇腔(8)内，并通过防冰堵喇叭口(2)与流态冰汇腔(8)相通，防冰堵喇叭口(2)的夹角为20°-30°。3.如权利要求2所述的流态冰蒸发器(112)，其特征在于：所述的传动装置(4)包括：主动轮(19)、从动轮(22)、传动轮(21)和若干个搅拌齿轮(20)，在每个螺旋搅拌轴(5)上端装有一个搅拌齿轮(20)，电机(3)带动主动轮(19)旋转，主动轮(19)与从动轮(22)啮合，从动轮(22)和传动轮(21)装在同一转轴上，传动轮(21)与装在蒸发器外壳(6)中心的搅拌齿轮(20)啮合，上述搅拌齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱志博，郝宏伟，杜强，程港，孙厚东，
申请(专利权)人：中机十院国际工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11