[发明专利]一种预防过冷法制取冰浆装置产生冰堵的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种预防过冷法制取冰浆装置产生冰堵的方法。本发明还涉及实现该方法的装置。

背景技术

过冷水法冰浆制备技术是间接制冰技术的一种，具有无机械运动部件、装置简单的特点，适用于蓄冷空调。在使用过冷法制取冰浆的过程中，冷量需由换热器壁面向制冰流体内部传递，在过冷器壁面附近存在温度梯度，且壁面温度较低，制冷流体极容易在壁面附近发生异质成核，形成冰晶，冰晶粘附于换热壁面，进一步形成冰层。一方面，在换热过程中，冰层热阻会成为换热热阻的主要来源，且热阻随着冰层的生长而增大，从而严重影响系统的热效率；另一方面，冰层的生长会增大流体的流动阻力，随着冰层厚度的增长，阻力变大，最后发生冰堵，迫使系统运行中断。

过冷法冰浆制备装置结构紧凑，对过冷器的密闭程度要求较高，使用机械刮擦除冰的方法极难实现。无机械扰动情况下，冰晶在过冷器壁面的粘附和剥离受粘附力和流体剪切力影响，当粘附力大于流体剪切力时，冰晶粘附在壁面，反之，冰晶剥离。

目前，预防过冷器冰堵的方法主要包括使用添加剂和改善过冷器壁面情况，其中，使用添加剂预防冰堵的机理为降低流体凝固温度来抑制结晶，减小冰晶颗粒尺寸来减小粘附力，但无法完全抑制冰晶的形成和粘度，一旦出现冰晶的粘附，将不可避免的形成冰层，另外，使用添加剂降低了冰浆的使用温度，限制了冰浆的应用；改善过冷器壁面情况能在一定程度上减小冰晶的粘附力，但作用效果有限，冰层出现之后将失去效果。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种实现系统强化传热和预防冰堵的预防过冷法制取冰浆装置产生冰堵的方法。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种实现该预防过冷法制取冰浆装置产生冰堵的方法的装置。

为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的预防过冷法制取冰浆装置产生冰堵的方法，过冷法制取冰浆的装置包括冰浆生成装置、储冰槽和冰晶过滤装置，所述的冰浆生成装置包括过冷器和过冷解除器，在过冷法制取冰浆的装置内使进入过冷器的制冰流体发生脉动，改变过冷器内流场，增大过冷器壁面附近速度梯度，增大剪切力，阻止冰晶在过冷器壁面的粘附。

调节制冰流体脉动的振幅和频率。

改变制冰流体脉动的形式。

为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的过冷法制取冰浆装置，包括冰浆生成装置、储冰槽和冰晶过滤装置，所述的冰浆生成装置包括过冷器和过冷解除器，在所述的冰浆生成装置与所述的冰晶过滤装置之间连接有脉动发生装置。

所述的脉动发生装置的结构是：管道泵、电磁阀和叶阀依次串联，所述的叶阀与电机传动连接，所述的管道泵的进口与所述的冰晶过滤装置连接，所述的叶阀的出口与所述的冰浆生成装置的所述的过冷器的进口连接，止回阀的进口连接于所述的管道泵与所述的电磁阀之间，所述的止回阀的出口与所述的储冰槽连接。

所述的叶阀与调频电机传动连接。

所述的叶阀的出口通过流量计与所述的冰浆生成装置的所述的过冷器的进口连接。

所述的脉动发生装置的结构是：管道泵和电磁阀串联，所述的管道泵的进口与所述的冰晶过滤装置连接，所述的电磁阀的出口与所述的冰浆生成装置的所述的过冷器的进口连接。

所述的管道泵与变频装置连接。

所述的电磁阀的出口通过流量计与所述的冰浆生成装置的所述的过冷器的进口连接。

采用上述技术方案的预防过冷法制取冰浆装置产生冰堵的方法及其装置，其主要原理在于脉动流增大了过冷器壁面附近的速度梯度，增大流体剪切力，从而阻止冰晶的粘附。制冰流体在进入过冷器之前，先经过流体脉动发生装置，使其流量和压力产生脉动，随后流体在过冷器内降温过冷，流体的脉动增大了过冷器壁面附近的速度梯度，从而增大流体剪切力，阻止冰晶颗粒在过冷器表面的粘附，预防冰堵，包括脉动发生装置、流量计、冰浆生成装置、储冰槽，冰晶过滤装置及相关阀门。本装置通过在过冷器之前安装脉动发生装置，一方面，加强过冷器内流体的脉动，增大换热系数，同时，避免冰层的生成，降低换热热阻，整体提高了过冷器的换热效率，另一方面，解决了过冷法产冰浆过程中容易发生冰堵的问题。通过调节脉动发生装置来改变流体脉动的振幅和频率。通过调节脉动发生装置来改变流体的脉动形式。

本发明的优点在于：在现有过冷法冰浆制备装置上通过在过冷器之前安装脉动发生装置的简单改进，就可以实现系统的强化传热和预防冰堵。

综上所述，本发明是一种实现系统强化传热和预防冰堵的预防过冷法制取冰浆装置产生冰堵的方法。其装置结构简单，性能可靠。