接觸式載冷劑相變動(dòng)態(tài)制冰裝置

冰蓄冷技術(shù)有各種各樣的制冰方式，這些制冰方式可以分為兩類。第一類是水與冷媒直接熱交換方式，它換熱效率很高，傳熱能力很大，生成冰激凌式冰，融冰過程負(fù)荷跟隨性好，但由于生成腐蝕性氣體等，影響冷媒純度，影響制冷機(jī)運(yùn)行，已基本上被淘汰。第二類是水與冷媒間接熱交換方式，水與冷源間接熱交換方式又包括靜態(tài)制冰和動(dòng)態(tài)制冰兩種：1. 靜態(tài)制冰裝置，即在冷卻管外或盛冰容器內(nèi)結(jié)冰，冰本身處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，在靜態(tài)制冰過程中，隨著制冰量的增加，水與冷源之間的熱阻逐漸增大，制冰率因而減小，能量損失增加。盡管靜態(tài)制冰系統(tǒng)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)，目前已成為冰蓄冷系統(tǒng)應(yīng)用中的主流，但是它存在冰的靜態(tài)形成過程換熱效率低，融冰過程負(fù)荷跟隨性差，換熱管道凍結(jié)在冰中可靠性要求高而且不便于檢修，換熱管道布置復(fù)雜，成本高投資大，尤其不能實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模低成本蓄冰。2.動(dòng)態(tài)制冰裝置，該制冰過程中有冰晶、冰漿生成，且冰晶、冰漿處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，動(dòng)態(tài)制冰使用的載冷劑包括過冷水、導(dǎo)熱液體和水溶液等，冰層不在換熱表面生長，因而水與冷源之間熱阻并不隨制冰過程的進(jìn)行而改變，制冰過程中一直保持較高的熱交換效率，制冷機(jī)可以在較佳工況下運(yùn)行;生成冰激凌式冰，融冰過程負(fù)荷跟隨性好，然而系統(tǒng)復(fù)雜，穩(wěn)定性差，載冷劑在換熱過程中靠液體流動(dòng)傳熱，換熱效率依然不太高，傳熱能力依然相對較小。

一種接觸式載冷劑相變動(dòng)態(tài)制冰裝置主要包括蒸發(fā)器、冷凝器、冷源換熱元件、載冷劑泵;蒸發(fā)器有進(jìn)水管和出冰管，進(jìn)水管上還有水泵;冷源換熱元件可以是制冷機(jī)的蒸發(fā)器，也可以是天然冷源的換熱器;它還包括系統(tǒng)內(nèi)相連接的管道、附件及檢測控制和保壓裝置;蒸發(fā)器和冷凝器相連接;冷源換熱元件置于冷凝器中;接觸式載冷劑相變動(dòng)態(tài)制冰裝置有保壓裝置;蒸發(fā)器中的氣態(tài)載冷劑通過管道進(jìn)入冷凝器，氣態(tài)載冷劑在冷凝器中通過冷凝為液態(tài)直接放熱給冷源換熱元件，液態(tài)載冷劑通過載冷劑泵壓入蒸發(fā)器的水中蒸發(fā)為氣態(tài)，液態(tài)載冷劑與水直接熱交換，生成冰激凌式冰。蒸發(fā)器和冷凝器也可以合并為一體，冷源換熱元件可以直接置入，下部為蒸發(fā)器，上部為冷凝器，不需要載冷劑泵，氣態(tài)載冷劑通過冷凝直接放熱給冷源換熱元件，載冷劑冷凝液直接流入水體。載冷劑采用難溶于水的低沸點(diǎn)物質(zhì)如丙烷、異丁烷等。該接觸式載冷劑相變動(dòng)態(tài)制冰裝置換熱效率很高，產(chǎn)冰能力很大，生成冰激凌式冰，融冰過程負(fù)荷跟隨性好，不影響制冷機(jī)運(yùn)行，結(jié)構(gòu)簡單，成本低投資小，穩(wěn)定性好，運(yùn)行可靠，尤其是能實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模低成本制冰。

接觸式載冷劑相變動(dòng)態(tài)制冰裝置突破動(dòng)態(tài)制冰高效穩(wěn)定關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，使動(dòng)態(tài)制冰裝置簡單化?？蓮V泛應(yīng)用于冰蓄冷空調(diào)和天然蓄冰裝置。

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