[发明专利]制冰浆蒸发器及其换热方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及蒸发器制冰技术

二、背景技术

为合理利用国家电力资源，而研制空调蓄冷装置，起到对电力削峰填谷运行的效益，其中社会效益：利用蓄冷可以把空调高峰用电负荷部分或全部消减并转移到电力夜间低谷时段运行，带来电力网负荷平衡运行的效益。由于国家能源政策实行峰谷电价差，蓄冷空调把部分负荷转移到低电价运行，给用户带来节能降耗的经济效益。

目前制冷技术主要有溴化锂制冷机、氟里昂制冷技术等，在海水淡化领域也有采取制冰技术进行海水淡化，针对国内电力资源短缺、地方政府采用峰谷电价调配供电等实际情况，制冷领域在中央空调、海水淡化等领域在制冰浆技术方面有了比较广泛的研究，其中采用蒸发器制冰的技术在国内尚处在初级阶段。

三、发明内容

制冰浆蒸发器是制冷系统中的一个组成部件，该蒸发器通过制冷循环，能使载冷剂溶液(乙二醇稀溶液)冷却降温(温度差约5℃)，又可以制造出大量的粒度约为100μm的冰颗粒，并与溶液混合而成的冰浆(温度在-3~-4℃)。它自身是由一个满液式立管蒸发器和一个带有高速旋转搅棒无压侧孔非满流配液装置两部分组成，换热管的蒸发换热效率很高，其传热系数可达3000-3500W/m².k。

制冰浆蒸发器换热效率之高是在构造设计中采取了技术措施：蒸发换热管制冷剂侧设置特殊的套管及气液分离技术。在载冷剂侧作到了膜状供液，在换热管内又加装了高速旋转的搅棒，起到敲击换热管、破坏溶液自然下流的液膜，及时把换热管内壁的结冰除掉(除垢换热管)，有利增强换热的作用，搅捧剪切力改变了降膜自然流动状态，同时增强了分子因振动加速热转移因素。对制冰浆蒸发器吸热侧(即换热管外致冷剂侧)在结构上采取外加套管提高热转移的强度，即提高了吸热侧换热效率，这样构成了完整的换热管。同时搅棒敲击管壁也激励着换热管外侧的致冷剂分子振荡强化了吸热效果。

制冰浆蒸发器制冷容量可改变换热管数量来实现，把它制造成几种制冷容量的模块，进行系统的组成来适应蓄冷负荷的需要。

载冷剂溶剂除乙烯乙二醇水溶液，也可为乙烯丙二醇盐溶液，根据制取冰浆的用途来确定，如冰浆用于蓄冷空调，可用乙二醇及盐溶液，如鱼类保鲜用冰可用盐溶液，菜类保鲜可用丙二醇溶液。

四、附图说明

图1：制冰浆机组系统示意图：1、冷凝机组；2、制冰浆机组；3、冰浆泵；4、供液水泵；5、储冰箱；6、低温水泵；7、板式换热器；8、去空调负荷冷水管路；9、空调回水管路

图2：制冰浆机组示意图：10、供液进水管；11、立式电动机；12、偏心轴；13、162个空位驱动盘；14、162根不锈钢鞭杆；15、换热器铜管；16、换热器桶体；17、下冰曹；18、回气管；19、截流管口环；20、二次加热管；21、膨胀阀管路；22、冰液泵；冰液泵出口管路

图3：制冰浆机组单盘、双盘驱动装置示意图：24、立式电动机；25、偏心轴；26、单片驱动盘；27、162个驱动小转盘；28、上水曹；29、162个孔位上管板；30、162根不锈钢鞭杆；31、换热铜管；32、立式电动机；33、双偏心轴；34、外驱动盘；35、内驱动盘；36、截流管口环；37、上水曹；38、上管板；39、162根换热铜管；40、162根鞭杆

图4：管热管常压供水通道示意图：41、水流路线；42、驱动盘；43、塑料芯；44、塑芯上下端不锈钢冲压片；45、无油润滑轴套；46、截流管口环进水孔；47、截流管口环进水孔；48、耐磨垫块；49、不锈钢鞭杆；50换热铜管；

五、实施方式

(一)、构造：

制冰浆蒸发器它是一个满液式立管蒸发器，由一个整体容器所组成，其中包括：

①钢钣卷焊成上下封端的筒体，筒内用热阻很小的单根或多根小口径换热管与上下端板焊/胀而成的一种压力容器。把它称为制冰浆立式壳管蒸发器。

②载冷剂溶液在换热管内流动，它是由一套完整的配液机构来实现的，也是制冰浆蒸发器的主要核心部件之一。专利发明者把此部件暂称为“带有高速旋转搅棒，无压侧孔非满流配液装置。”这套装置由无压配液糟，向换热管内分配溶液的多孔管口环以及驱动悬吊在换热管内的搅棒旋转的驱动机构所组成的。

③具有微弱负压的冰浆收集箱。

④为蒸发器而配置的制冷系统的高压供液，低压回汽的管道及部件，以及安全运行的部分控制元器件。

(二)、换热机理