一种直接式过冷水动态制冰系统技术方案

本实用新型专利技术涉及冰蓄冷技术领域，公开了一种直接式过冷水动态制冰系统，包括制冷单元、制冰单元和自融冰单元；制冷单元包括通过管路顺次连接以形成闭合回路的：压缩机、冷凝器、膨胀阀、过冷却器的第一流道；制冰单元包括通过管路顺次连接以形成闭合回路的：蓄冰槽、第一泵、过冷却器的第三流道；自融冰单元包括通过管路顺次连接以形成闭合回路的：液态介质存储器、第二泵、过冷却器的第二流道；过冷却器的第三流道能分别与第一流道、第二流道进行热交换，第三流道与第一流道换热后产生过冷水。本实用新型专利技术提供的直接式过冷水动态制冰系统，利用制冷剂与冷水直接换热产生过冷水制冰，制冰效率高，成本低，节省能源。

Direct type supercooled water dynamic ice making system

The utility model relates to ice storage technology field, discloses a direct type water dynamic ice making system, including refrigeration unit, ice making unit and since the ice melting unit; the refrigeration unit includes a connecting pipeline in order to form a closed loop through the compressor, condenser, expansion valve, a first channel cooler unit includes a connecting ice; in order to form a closed loop through the pipeline: ice storage tank, the first pump, third channel cooler; since the ice melting unit includes connected sequentially to form a closed circuit, liquid medium memory, second pumps, second channel cooler; third channel cooler can respectively heat exchange with the first channel, second channel, third channel and the first channel heat generated after the cold water. The utility model relates to a direct type supercooled water dynamic ice making system, which utilizes ice and direct water to heat directly to produce ice through cold water, and the ice making efficiency is high, the cost is low, and the energy is saved.

【技术实现步骤摘要】
一种直接式过冷水动态制冰系统
本技术涉及冰蓄冷
，特别是涉及一种直接式过冷水动态制冰系统。
技术介绍
冰蓄冷是一种利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将所储存冷量释放出来，用于减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量的技术。冰蓄冷是电力移峰填谷的重要手段。冰蓄冷中的关键技术是制冰。现有技术中的制冰方式主要有静态制冰和间接式动态制冰：静态制冰是在冷却管外或盛冰容器内结冰，冰本身处于相对静止的状态；动态制冰制得的冰浆又称流态冰，具有良好的流动和传热特性。静态制冰技术中，由于冰层的存在，制冷单元蒸发温度低于-10℃以下，制冰能耗高，取冷不便。间接式动态制冰方法中的过冷法制冰是目前研究最为广泛的一种基于水过冷结晶原理制冰的方法。水在过冷器中被冷却至冰点以下，维持过冷态被输送至蓄冰槽，解除过冷态后生成冰水混合物，即冰浆或冰水混合物。现有技术中的过冷水制冰方法，需使用载冷剂进行二次换热，制冰效率受到影响，且载冷剂循环系统会提高制冰设备的初投资。此外，过冷水在过冷器中处于亚稳定状态，极易在运动过程中在通道表面结冰，发生冰堵现象，降低过程中的换热效率，阻碍水流，无法保证冰浆制取的连续性。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本技术的目的是提供一种直接式过冷水动态制冰系统，以解决现有的冰蓄冷技术中换热效率低的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本技术提供一种直接式过冷水动态制冰系统，包括制冷单元、制冰单元和自融冰单元；所述制冷单元包括通过管路顺次连接以形成闭合回路的：压缩机、冷凝器、膨胀阀、过冷却器的第一流道，所述制冷单元的管路中通有制冷剂；所述制冰单元包括通过管路顺次连接以形成闭合回路的：蓄冰槽、第一泵、过冷却器的第三流道，用于解除过冷的过冷却解除器设置在所述蓄冰槽内，或设置在第三流道的出口与所述蓄冰槽的入口之间；所述制冰单元的管路内通有冷水；所述自融冰单元包括通过管路顺次连接以形成闭合回路的：液态介质存储器、第二泵、过冷却器的第二流道；所述液态介质存储器设置在所述压缩机与冷凝器之间，且所述液态介质存储器内的液态介质能与所述压缩机出口管路内的制冷剂进行热交换；过冷却器的第三流道能分别与所述第一流道、第二流道进行热交换，所述第三流道与所述第一流道换热后产生过冷水。其中，所述自融冰单元中设有控制管路通断的电磁阀。其中，当所述第一流道的压力高于预设压力值或过冷水流量低于预设流量值时，所述第二泵和所述电磁阀同时开启。其中，所述制冰单元中设有用于调节过冷水流量的流量调节阀。其中，所述第一泵与所述第三流道的入口之间设有冰晶过滤器。其中，所述液态介质存储器的进口与出口之间设有隔板，用于改变液态介质流向。其中，所述过冷却解除器的出口管路延伸至所述蓄冰槽内以形成出冰管路，所述出冰管路的出口设有向上的折弯。(三)有益效果本技术提供的直接式过冷水动态制冰系统，通过采用三流道式过冷却器，使得制冷单元中的制冷液与制冰单元中的冷水直接换热产生过冷水，避免了采用载冷剂进行二次换热制取过冷水，降低了能量消耗，提升了制冰效率；载冷剂循环系统的消减，减少了设备初投资，节约了成本；自融冰单元使用系统自产热消除冰堵现象，避免了对外部能量的依赖，同时节约了能源，降低了制冰成本设备成本。附图说明图1为本技术实施例中直接式过冷水动态制冰系统示意图；图2为图1中的液态介质存储器结构示意图；图中，1、压缩机；2、电磁阀；3、第二泵；4、液态介质存储器；5、冷凝器风机；6、冷凝器壳体；7、膨胀阀；8、过冷却器；9、流量调节阀；10、电磁流量计；11、冰晶过滤器；12、第一泵；13、蓄冰槽；14、出冰管路；15、过冷却解除器；401、隔板；402、盘管；403、液态介质。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。图1为本技术实施例中直接式过冷水动态制冰系统示意图；图2为图1中的液态介质存储器结构示意图。如图1所示，本实施例提供一种直接式过冷水动态制冰系统，包括制冷单元、制冰单元和自融冰单元。制冷单元包括通过管路顺次连接以形成闭合回路的：压缩机1、冷凝器、膨胀阀7、过冷却器8的第一流道，制冷单元的管路中通有制冷剂。制冷单元是利用制冷剂汽化时吸热、冷凝时放热的效应来实现制冷的。当制冷剂处在密闭容器中时，此容器中除了制冷剂及制冷剂本身所产生的蒸汽外，不存在其他任何气体。制冷剂和制冷剂蒸汽将在某一压力下达到平衡，此时的汽体称为饱和蒸汽，压力称为饱和压力，温度称为饱和温度。达到平衡时制冷剂不再汽化，此时如果将一部分蒸汽从容器中抽走，液体制冷剂必然要继续汽化产生一部分蒸汽来维持这一平衡。液体制冷剂汽化时要吸收热量，此热量称为汽化潜热。汽化潜热来自被冷却的对象，使被冷却对象温度降低。为了使这一过程连续进行，就必须从容器中不断地抽走蒸汽，当蒸汽凝结成液态后再回到容器中去，如此循环即可不断吸取被冷却物质的热量，形成制冷循环系统。本实施例中的压缩机1将输入的制冷剂压缩后，形成高温高压的过热蒸汽。压缩机1与冷凝器之间通过铜管连接，过热蒸汽沿铜管形成的管路输送至冷凝器，过热蒸汽在进入冷凝器之前，先经过液态介质存储器，在液态介质存储器中，铜管内的过热蒸汽与液态介质进行换热，将部分热量存储在液态介质中。冷凝器属于换热器的一种，能将内部管子中的高温物质的热量以很快的方式传到管子附近的空气中，冷凝器工作过程是个放热的过程。高温高压的蒸汽通过冷凝器后，热量传递给环境中的空气，温度降低，形成中温高压的液态制冷剂，输出至膨胀阀7。冷凝器中的冷凝器风机5运转，不断地将环境中的空气送入冷凝器壳体6中，实现不间断的热交换过程。中温高压的液态制冷剂通过膨胀阀7的节流变为低温低压的汽液混合态的制冷剂，输出至过冷却器8的第一流道，在第一流道内的汽液混合态制冷剂与第三流道内的冷水进行换热后，变为低温低压的气态制冷剂，再被压缩机1吸入后压缩，变为高温高压的蒸汽，完成一个循环。整个循环过程中，制冷剂不与外界的空气接触。制冰单元包括通过管路顺次连接以形成闭合回路的：蓄冰槽13、第一泵12、和过冷却器8的第三流道，用于解除过冷的过冷却解除器15设置在蓄冰槽13内，或设置在第三流道的出口与蓄冰槽13的入口之间；制冰单元的管路内通有冷水。制冰单元的原理是通过制造过冷水，再通过解过冷操作，使得过冷水产生晶核，进而凝结为冰晶，生成冰浆，即流态冰。过冷水是在0℃以下仍然保持液态的冷水，因为水中缺少凝结核，液态水即使处于0℃以下，依然没办法凝结形成冰。过冷水是不稳定的，只要水体中产生少许该物质的晶核，便能诱发过冷水结晶，并使其温度回升到凝固点，即过冷水通常处在亚稳态，在微小扰动下就会很快转变为稳定状态。本技术中的制冰单元即利用解除过冷水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接式过冷水动态制冰系统，其特征在于，包括制冷单元、制冰单元和自融冰单元；所述制冷单元包括通过管路顺次连接以形成闭合回路的：压缩机、冷凝器、膨胀阀、过冷却器的第一流道，所述制冷单元的管路中通有制冷剂；所述制冰单元包括通过管路顺次连接以形成闭合回路的：蓄冰槽、第一泵、过冷却器的第三流道，用于解除过冷的过冷却解除器设置在所述蓄冰槽内，或设置在第三流道的出口与所述蓄冰槽的入口之间；所述制冰单元的管路内通有冷水；所述自融冰单元包括通过管路顺次连接以形成闭合回路的：液态介质存储器、第二泵、过冷却器的第二流道；所述液态介质存储器设置在所述压缩机与冷凝器之间，且所述液态介质存储器内的液态介质能与所述压缩机出口管路内的制冷剂进行热交换；过冷却器的第三流道能分别与所述第一流道、第二流道进行热交换，所述第三流道与所述第一流道换热后产生过冷水。

【技术特征摘要】
1.一种直接式过冷水动态制冰系统，其特征在于，包括制冷单元、制冰单元和自融冰单元；所述制冷单元包括通过管路顺次连接以形成闭合回路的：压缩机、冷凝器、膨胀阀、过冷却器的第一流道，所述制冷单元的管路中通有制冷剂；所述制冰单元包括通过管路顺次连接以形成闭合回路的：蓄冰槽、第一泵、过冷却器的第三流道，用于解除过冷的过冷却解除器设置在所述蓄冰槽内，或设置在第三流道的出口与所述蓄冰槽的入口之间；所述制冰单元的管路内通有冷水；所述自融冰单元包括通过管路顺次连接以形成闭合回路的：液态介质存储器、第二泵、过冷却器的第二流道；所述液态介质存储器设置在所述压缩机与冷凝器之间，且所述液态介质存储器内的液态介质能与所述压缩机出口管路内的制冷剂进行热交换；过冷却器的第三流道能分别与所述第一流道、第二流道进行热交换，所述第三流道与所述第一流道换热后产生过冷水。2.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冲，杨鲁伟，张振涛，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11