一種阻止冰晶在過冷水流動中傳播的裝置及制冰方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)為一種阻止冰晶在過冷水中傳播的裝置包括防傳播管，促晶器，鼓風(fēng)機及管道，其特征在于，防傳播管包括防傳播管入口，防傳播管出口，冷水流道，冷水流道外周設(shè)置有外殼，外殼上設(shè)置有連接外部氣源的結(jié)構(gòu)，冷水流道外周面和上述外殼之間形成的氣室，冷水流道的內(nèi)管管壁上設(shè)置有連通結(jié)構(gòu)，該連通結(jié)構(gòu)使冷水流道內(nèi)周面形成氣墊層；防傳播管出口通過管道與促晶器入口管相連，促晶器出口通過管道與鼓風(fēng)機相連接，鼓風(fēng)機作為外部氣源與所述防傳播管相連接。本發(fā)明專利技術(shù)裝置能夠有效阻斷冰晶逆流傳播，避免過冷水換熱器內(nèi)部結(jié)冰，流道堵塞，確保過冷水式動態(tài)冰漿制取工藝的穩(wěn)定可靠運行。

Device for preventing ice crystal from propagating in supercooled water flow and ice making method

The invention relates to a device to prevent the spread of ice in the supercooled water include preventing transmission tube, crystal growth, blower and pipeline, which is characterized in that the anti spread tube including anti transmission pipe entrance, prevent the spread of cold water pipe outlet, flow, water flow channel is arranged at the periphery of the shell, the shell is provided with external connection structure the gas source, gas chamber is formed between the outer peripheral surface of cold water and cold water flow of the housing, an inner pipe wall is arranged on the connecting structure, the connecting structure of the cold water in the channel forming peripheral surface of air cushion layer; anti transmission pipe outlet through the pipeline and the crystal growth device entrance pipe is connected, the crystal growth is connected with the blower outlet through the pipeline, blower as an external source and the anti transmission pipe is connected. The device of the invention can effectively block the ice crystal counterflow propagation, avoid the ice inside the supercooled water heat exchanger and block the flow passage, and ensure the stable and reliable operation of the supercooled water dynamic ice slurry production process.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種阻止冰晶在過冷水流動中傳播的裝置及制冰方法
本專利技術(shù)涉及過冷水式動態(tài)冰漿制取技術(shù)，特別是涉及一種阻止冰晶在過冷水中傳播的裝置。
技術(shù)介紹
過冷水是指水具有的天然過冷特性，雖然溫度已經(jīng)低于冰點溫度(0℃)，但仍能在一定條件下保持不結(jié)冰的液體狀態(tài)，這種狀態(tài)下的水就叫過冷水。過冷水式動態(tài)冰漿制取技術(shù)是一種新型高效的制冰工藝，其基本原理是利用高效換熱器(如板式換熱器)把液態(tài)水降溫冷卻到-2℃，使其離開換熱器時為過冷水。過冷水離開換熱器之后隨即進入促晶器，促晶器存在超聲波輻射的空間，過冷水在其中將在超聲波的刺激下迅速轉(zhuǎn)變?yōu)楸鶟{。冰漿最后被輸送到蓄冰槽中存儲。過冷水式動態(tài)制冰工藝是一種先進節(jié)能的制冰技術(shù)，具有傳熱效率高、制冷能耗低等突出優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于中央空調(diào)蓄冷、工藝冷卻、漁業(yè)等領(lǐng)域，具有十分廣闊的市場前景。過冷水式動態(tài)冰漿制取工藝中存在一個關(guān)鍵的技術(shù)難題——冰晶在過冷水中的傳播。過冷水是一種低于冰點但暫時還未結(jié)冰的亞穩(wěn)態(tài)液體，其在各種外界干擾刺激下都有很強的相變結(jié)冰趨勢，這些干擾包括擾流、撞擊、超聲波輻射、冰晶激發(fā)(冰晶是過冷水優(yōu)良的成核劑)等。在動態(tài)冰漿制取過程中，促晶器3內(nèi)是冰漿，其中存在大量的冰晶顆粒，這些冰晶顆粒是過冷水天然優(yōu)良的結(jié)冰成核劑，可以快速誘導(dǎo)過冷水結(jié)冰。即便過冷水存在一個較大的流速，也不足以阻止這些冰晶沿逆流方向?qū)^冷水的誘導(dǎo)結(jié)冰趨勢，尤其是冰晶誘導(dǎo)過冷水生成的冰有相當(dāng)一部分緊緊附著在流通管道內(nèi)壁面上，這部分冰更無法通過加大過冷水流速沖刷掉，因此最終的結(jié)果是冰晶沿著管道壁面一步步逆流“爬行”傳播，最后傳播進入過冷水換熱器4。一旦冰晶傳播進入過冷水換熱器4，則會快速導(dǎo)致?lián)Q熱器內(nèi)部結(jié)冰，流道堵塞，失去換熱能力，從而整個制冰循環(huán)被迫中止。因此，為了確保系統(tǒng)長時間穩(wěn)定可靠運行，必須有效阻斷上述冰晶的逆流傳播。這就需要在過冷水換熱器出口和促晶器入口之間的連管上設(shè)置能夠有效阻斷冰晶逆流傳播的裝置，才能確保過冷水式動態(tài)冰漿制取工藝的穩(wěn)定可靠運行。現(xiàn)有技術(shù)中，比較普遍的冰晶阻斷傳播技術(shù)主要是夾套加熱法。該方法是通過在過冷水流通管道的外壁側(cè)加熱，同時對其內(nèi)壁面進行要求很高的拋光和憎水涂層處理，以達到阻斷冰晶傳播的目的。這種方法存在以下問題：一方面加熱熱源的不穩(wěn)定性會明顯影響阻斷效率。在實用中，加熱熱源的穩(wěn)定性難以控制。熱源一般由制冷主機冷卻循環(huán)水提供，在不同的季節(jié)，冷卻循環(huán)水溫度波動較大，循環(huán)流量也難以動態(tài)監(jiān)測，因此經(jīng)常導(dǎo)致冰晶傳播阻斷能力下降或失效。另一方面，管內(nèi)經(jīng)拋光和憎水涂層處理后，其表面狀況會隨著運行時間的推移而逐漸惡化，而這也會導(dǎo)致冰晶傳播阻斷能力的下降或失效。因此，采用夾套加熱法會影響冰漿制取工藝過程的長期穩(wěn)定性和可靠性。中國專利CN1409078A公布了制冰方法和制冰裝置，并具體公開了該裝置中的防止冰吸附在連接管內(nèi)壁的裝置，采用引射流的方式把換熱器入口前的水(非過冷水)引射入上述環(huán)形斷口，使之在管內(nèi)壁面附近形成一個非過冷的薄壁水層，以此阻止冰晶在壁面上的附著。這種技術(shù)在分配引射流和主流流量的控制上難度很大，流量分配不合理將導(dǎo)致阻斷失效或者犧牲制冰效率兩種不利后果；從連接管的間隙d流出的水流量難以控制，從而導(dǎo)致液膜的穩(wěn)定性差；并且該液膜是由0.5℃的水形成，該液膜的水溫容易發(fā)生變化，不容易控制。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為解決上述問題，本專利技術(shù)公開一種阻止冰晶在過冷水流動中傳播的新型裝置，該裝置可有效阻斷冰晶逆流傳播，保證換熱器正常穩(wěn)定的工作。本專利技術(shù)的具體技術(shù)方案為：一種阻止冰晶傳播的防傳播管，該防傳播管包括防傳播管入口，防傳播管出口，冷水流道，其特征在于，冷水流道外周設(shè)置有外殼，外殼上設(shè)置有連接外部氣源的結(jié)構(gòu)，冷水流道外周面和上述外殼之間形成的氣室，冷水流道的內(nèi)管管壁上設(shè)置有連通結(jié)構(gòu)，該連通結(jié)構(gòu)使冷水流道內(nèi)周面形成氣墊層。所述的連通結(jié)構(gòu)為通孔，所述通孔均勻密集地設(shè)置于冷水流道的內(nèi)管管壁上；所述連接外部氣源的結(jié)構(gòu)設(shè)置為氣室入口。一種阻止冰晶在過冷水中傳播的裝置，該裝置包括防傳播管，促晶器，鼓風(fēng)機及管道，其特征在于，防傳播管包括防傳播管入口，防傳播管出口，冷水流道，冷水流道外周設(shè)置有外殼，外殼上設(shè)置有連接外部氣源的結(jié)構(gòu)，冷水流道外周面和上述外殼之間形成的氣室，冷水流道的內(nèi)管管壁上設(shè)置有連通結(jié)構(gòu)，該連通結(jié)構(gòu)使冷水流道內(nèi)周面形成氣墊層；防傳播管出口通過管道與促晶器入口管相連，促晶器出口通過管道與鼓風(fēng)機相連接，鼓風(fēng)機作為外部氣源與所述防傳播管相連接。所述的連通結(jié)構(gòu)為通孔，所述通孔均勻密集地設(shè)置于冷水流道的內(nèi)管管壁上；所述連接外部氣源的結(jié)構(gòu)設(shè)置為氣室入口。進一步地，所述促晶器3內(nèi)設(shè)置有超聲波促晶裝置。促晶器還設(shè)置有冰漿冰漿滯留腔及氣體分離腔，冰漿滯留腔和氣體分離腔之間連通，所述冰漿滯留腔設(shè)置在促晶器下部，其形狀為圓柱形空間；所述氣體分離腔設(shè)置于促晶器上部，其形狀為一頂部為圓錐形的回轉(zhuǎn)體容器；所述促晶器出口為氣體分離腔出口，其設(shè)置于氣體分離腔頂部。另外，促晶器內(nèi)還設(shè)置有液位傳感器，用于檢測促晶器內(nèi)的液位升降情況。氣體分離腔與鼓風(fēng)機的連接管上設(shè)置有補氣閥。一種包括有阻止冰晶在過冷水中傳播的裝置的制冷系統(tǒng)，還包括蓄冰槽，水泵及過冷水換熱器，其特征在于，蓄冰槽連接所述過冷水換熱器的冷水入口管，所述過冷水換熱器的冷水出口管連接防傳播管入口；所述水泵與蓄冰槽連接，用于驅(qū)動蓄冰槽中的水流到所述過冷水換熱器中。一種利用有阻止冰晶在過冷水中傳播的裝置的制冷系統(tǒng)動態(tài)制冰的方法，具體設(shè)置為：啟動水泵，使水泵驅(qū)動蓄冰槽中的水流經(jīng)冷水換熱器，流入到防傳播管內(nèi)；啟動鼓風(fēng)機，控制鼓風(fēng)機的空氣流量和空氣壓力，使得空氣在防傳播管內(nèi)外周形成密閉氣墊；水通過防傳播管流入到促晶器中，啟動所述促晶器的超聲波促晶裝置，用于將過冷水制成冰漿；啟動促晶器中的液位傳感器，實時監(jiān)測液位情況；若液位下降到分界面，循環(huán)空氣的儲量減少到設(shè)定的下限值時，則開啟補氣閥，向系統(tǒng)內(nèi)補充必要的空氣；當(dāng)循環(huán)空氣儲量補充到設(shè)定目標值時，則關(guān)閉補氣閥。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比可實現(xiàn)以下有益效果：1.空氣可在打孔內(nèi)管103的內(nèi)壁面附近形成一層均勻的氣墊層。氣墊層具有“光滑”的流體力學(xué)效果，起到了隔離的作用，將使得過冷水與過冷水流道104的內(nèi)壁面隔離開來，也將使得冰晶由于氣墊的存在而無法附著在管壁面上，有效阻止了冰晶的爬行。因此，氣墊層起到了防止冰晶傳播的技術(shù)效果，確保了其上游過冷水換熱器的連續(xù)穩(wěn)定運行條件。2.采用氣墊層用作隔離層，氣墊層只需要控制其循環(huán)空氣量及空氣壓力，而不需要額外的添加熱源，控制過程不需要對氣墊層的溫度進行管控。空氣量及氣壓的控制裝置簡單靈活，控制方法穩(wěn)定性好。通過對于空氣壓力的控制，從而達到控制氣墊層特性的目的，進而實現(xiàn)氣墊層對過冷水的隔離和對冰晶的阻斷效果。3.該隔離管裝置簡單通用，阻斷效果好，成本低，穩(wěn)定性好，可適用于多種制冷系統(tǒng)中。且不需要對原有的制冷系統(tǒng)的管道進行改裝，例如進行拋光和憎水涂層處理，并且不會影響原來制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系。附圖說明圖1為本專利技術(shù)裝置的示意圖；圖2為防傳播管的示意圖。具體實施方式結(jié)合附圖和具體實施例對本專利技術(shù)作進一步的詳細說明。在圖1中，清水由水泵(未示出)循環(huán)驅(qū)動，從蓄冰槽(未示出)流出，經(jīng)由冷水入口管5進入過冷水換熱器4。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種阻止冰晶傳播的防傳播管，該防傳播管包括防傳播管入口，防傳播管出口，冷水流道，其特征在于，冷水流道外周設(shè)置有外殼，外殼上設(shè)置有連接外部氣源的結(jié)構(gòu)，冷水流道外周面和上述外殼之間形成的氣室，冷水流道的內(nèi)管管壁上設(shè)置有連通結(jié)構(gòu)，該連通結(jié)構(gòu)使冷水流道內(nèi)周面形成氣墊層。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種阻止冰晶傳播的防傳播管，該防傳播管包括防傳播管入口，防傳播管出口，冷水流道，其特征在于，冷水流道外周設(shè)置有外殼，外殼上設(shè)置有連接外部氣源的結(jié)構(gòu)，冷水流道外周面和上述外殼之間形成的氣室，冷水流道的內(nèi)管管壁上設(shè)置有連通結(jié)構(gòu)，該連通結(jié)構(gòu)使冷水流道內(nèi)周面形成氣墊層。2.一種如權(quán)利要求1所述的防傳播管，其特征在于，所述的連通結(jié)構(gòu)為通孔，所述通孔均勻密集地設(shè)置于冷水流道的內(nèi)管管壁上；所述連接外部氣源的結(jié)構(gòu)設(shè)置為氣室入口。3.一種阻止冰晶在過冷水中傳播的裝置，該裝置包括防傳播管，促晶器，鼓風(fēng)機及管道，其特征在于，防傳播管包括防傳播管入口，防傳播管出口，冷水流道，冷水流道外周設(shè)置有外殼，外殼上設(shè)置有連接外部氣源的結(jié)構(gòu)，冷水流道外周面和上述外殼之間形成的氣室，冷水流道的內(nèi)管管壁上設(shè)置有連通結(jié)構(gòu)，該連通結(jié)構(gòu)使冷水流道內(nèi)周面形成氣墊層；防傳播管出口通過管道與促晶器入口管相連，促晶器出口通過管道與鼓風(fēng)機相連接，鼓風(fēng)機作為外部氣源與所述防傳播管相連接。4.一種如權(quán)利要求3所述阻止冰晶在過冷水中傳播的裝置，其特征在于，所述的連通結(jié)構(gòu)為通孔，所述通孔均勻密集地設(shè)置于冷水流道的內(nèi)管管壁上；所述連接外部氣源的結(jié)構(gòu)設(shè)置為氣室入口。5.一種如權(quán)利要求3所述阻止冰晶在過冷水中傳播的裝置，其特征在于，所述促晶器3內(nèi)設(shè)置有超聲波促晶裝置。6.一種如權(quán)利要求3或5所述阻止冰晶在過冷水中傳播的裝置，其特征在于，所述促晶器包括冰...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：肖睿，漆科亮，謝富強，魏世廉，
申請(專利權(quán))人：廣州高菱機電工程有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東,44