接觸式載冷劑相變動態制冰裝置

冰蓄冷技術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，影響制冷機運行，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制冰和動態制冰兩種：1. 靜態制冰裝置，即在冷卻管外或盛冰容器內結冰，冰本身處于相對靜止狀態，在靜態制冰過程中，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。盡管靜態制冰系統簡單，運行穩定，易于實現，目前已成為冰蓄冷系統應用中的主流，但是它存在冰的靜態形成過程換熱效率低，融冰過程負荷跟隨性差，換熱管道凍結在冰中可靠性要求高而且不便于檢修，換熱管道布置復雜，成本高投資大，尤其不能實現超大規模低成本蓄冰。2.動態制冰裝置，該制冰過程中有冰晶、冰漿生成，且冰晶、冰漿處于運動狀態，動態制冰使用的載冷劑包括過冷水、導熱液體和水溶液等，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行而改變，制冰過程中一直保持較高的熱交換效率，制冷機可以在較佳工況下運行;生成冰激凌式冰，融冰過程負荷跟隨性好，然而系統復雜，穩定性差，載冷劑在換熱過程中靠液體流動傳熱，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態制冰裝置主要包括蒸發器、冷凝器、冷源換熱元件、載冷劑泵;蒸發器有進水管和出冰管，進水管上還有水泵;冷源換熱元件可以是制冷機的蒸發器，也可以是天然冷源的換熱器;它還包括系統內相連接的管道、附件及檢測控制和保壓裝置;蒸發器和冷凝器相連接;冷源換熱元件置于冷凝器中;接觸式載冷劑相變動態制冰裝置有保壓裝置;蒸發器中的氣態載冷劑通過管道進入冷凝器，氣態載冷劑在冷凝器中通過冷凝為液態直接放熱給冷源換熱元件，液態載冷劑通過載冷劑泵壓入蒸發器的水中蒸發為氣態，液態載冷劑與水直接熱交換，生成冰激凌式冰。蒸發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，下部為蒸發器，上部為冷凝器，不需要載冷劑泵，氣態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物質如丙烷、異丁烷等。該接觸式載冷劑相變動態制冰裝置換熱效率很高，產冰能力很大，生成冰激凌式冰，融冰過程負荷跟隨性好，不影響制冷機運行，結構簡單，成本低投資小，穩定性好，運行可靠，尤其是能實現超大規模低成本制冰。

接觸式載冷劑相變動態制冰裝置突破動態制冰高效穩定關鍵技術瓶頸，使動態制冰裝置簡單化。可廣泛應用于冰蓄冷空調和天然蓄冰裝置。

kakahome0755@126.com