专利名称：利用中介物质改善系统性能的真空制冰系统的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种真空制冰系统，尤其涉及一种利用中介物质改善系统性能的 真空制冰系统。
技术背景冰浆有极好的流动性、传热性、很高的冷却性能和高潜热，与其它介质相比，冰浆 冷却速度更快、冷却效果更好。由于冰浆优异的传热与冷却特性，使得换热器的流量、水泵 的能耗以及相应管道、设备的尺寸等大大减小，从而降低了其初置与运行费用。冰浆的制冷 容量高于冷水，冷却温度比冷水低，可以广泛应用于冰蓄冷和食品冷冻行业。现有大多制冰方法主要依靠热传导的方式，制冰效率低，并且生成的是冰块，若需 制成冰浆则还需要利用冰刀刮削来产生，这额外的浪费了部分能量。而真空制冰主要通过 液体自身闪蒸带走热量使自身温度降低，以达到冻结的效果，不存在导热热阻问题，并且可 以直接生成冰浆，是目前生产冰浆的理想方法之一。利用真空制冰或制冷的专利有很多。这些专利主要侧重于新功能拓展、系统结构 设计和新能源利用等。比如上海富龙科技有限公司发明的“真空冷冻干燥机”，侧重于真空 制冷在冷冻干燥领域的应用；武仲德发明的“一种真空冷冻干燥的冷阱”涉及到真空制冷系 统的结构设计；章学来等人发明的“太阳能驱动下的二元冰制备系统”侧重于新能源在真空 制冷领域的应用。但是真空制冰还存在一个重要的问题目前的真空制冰系统完全依靠水 的闪发来产生冷量，水的闪发量大；水只有在压力降至水的三相点压力以下才能发生闪发， 这导致对真空室的真空度要求高，真空泵负荷较大，对真空室承压要求也较高。因此，迫切 需要研发一种能通过预冷来降低对真空度要求的制冰系统。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种利用中介物质改善系统性能的真空制冰系统，以 使水在略高于水的三相点压力状态下就可以结冰，降低对真空度的要求。为了达到上述目的及其他目的，本实用新型的利用中介物质改善系统性能的真空 制冰系统，包括真空发生系统、供液系统、和压缩制冷系统。其中，真空发生系统包括用于制冰的真空罐、与所述真空罐相连且用于抽出所述 真空罐内气体的真空泵、连接在所述真空罐底部且用于抽出所制备的冰浆的冰浆泵，其中， 所述真空罐内设有喷头，在所述真空罐和冰浆泵相连接的管道上设有截止阀，在所述真空 罐和真空泵相连接的管道上也设有截止阀。其中，供液系统包括用于储存中介物质的中介物质罐、与所述中介物质罐相连用 于提供中介物质水溶液的供液罐、与所述供液罐相连的水泵，其中，所述供液罐内下方设有 与中介物质罐相连的散流器、上方设有蒸发冷凝器、顶部设有与大气连接的排气通道、与所 述水泵相连的出口处的罐壁上设有挡板，在所述排气通道上设有排气阀。其中，压缩制冷系统包括压缩机、与所述压缩机及蒸发冷凝器相连的冷凝器、分别与所述水泵和所述真空罐的喷头相连且用于初步预冷供液罐出来的中介物质水溶液的 蒸发冷却器，其中，在所述蒸发冷却器上设有进水通道，所述进水通道也与供液罐相连，且 在所述进水通道上设有供水阀，在蒸发冷凝器和冷凝器相连的管道上设有节流阀，在所述 蒸发冷却器和真空罐的喷头相连的管道上设有截止阀。进一步的，所述真空泵可连接在所述真空罐顶部；所述喷头可设在所述真空罐上 部；所述蒸发冷却器和压缩机相连。综上所述，本实用新型的利用中介物质改善系统性能的真空制冰系统通过中介物 质水溶液在略高于水的三相点压力的压力下发生的闪蒸带走热量，使水溶液温度降低，由 此实现真空制冰。
图1为本实用新型的利用中介物质改善系统性能的真空制冰系统结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本实用新型的利用中介物质改善系统性能的真空制冰系统包括真 空发生系统、供液系统、及压缩制冷系统等。所述真空发生系统包括用于制冰的真空罐20、与所述真空罐20相连且用于抽出 所述真空罐内气体的真空泵3、连接在所述真空罐20底部且用于抽出所制备的冰浆的冰浆 泵18，其中，所述真空罐20内设有喷头1，在所述真空罐20和冰浆泵18相连接的管道上设 有截止阀19，在所述真空罐20和真空泵3相连接的管道上也设有截止阀2，其中，所述真空 泵3连接在所述真空罐20的顶部，所述喷头1设在所述真空罐20的上部。所述供液系统包括用于储存中介物质的中介物质罐9、与所述中介物质罐9相连 的供液罐14、与所述供液罐14相连的水泵16，其中，所述供液罐14内下方设有与中介物质 罐相连的散流器13、上方设有蒸发冷凝器6、顶部设有与大气连接的排气通道、与所述水泵 16相连的出口处的罐壁上设有挡板15，在所述排气通道上设有排气阀7。所述压缩制冷系统包括压缩机12、与所述压缩机12及蒸发冷凝器6相连的冷凝器 11、分别与所述水泵16和所述真空罐20的喷头1相连且用于初步预冷由供液罐14出来的 中介物质水溶液的蒸发冷却器17，其中，在所述蒸发冷却器17上设有进水通道，所述进水 通道与所述供液罐14相连，且在所述进水通道上设有供水阀5，在蒸发冷凝器6和冷凝器 11相连的管道上设有节流阀10，在所述蒸发冷却器17和真空罐20的喷头1相连的管道上 设有截止阀4。其中，所述蒸发冷却器17和压缩机12相连。制冰时，先关闭真空截止阀4和19，然后运行真空泵3与压缩制冷系统，由真空泵 3对真空罐20抽真空，使其压力降至预定压力(即略高于水的三相点压力)，而被真空泵3 抽出的气体沿管路送至供液罐14，不凝性和不容性气体会通过供液罐14顶部的排气阀7排 放至大气环境。在真空室内的压力即将降至预定压力时，开启截止阀8，中介物质通过散流 器13进入供液罐14，与供液罐14中的水混合形成一定浓度的中介物质水溶液。中介物质 溶于水后会放出溶解热，然后由水泵16抽送至蒸发冷却器17中，进行初步预冷。待中介物 质水溶液浓度达到规定浓度时，关闭截止阀8，开启截止阀4和供水阀5，启动水泵16，通过 喷头1向真空罐20内喷入中介物质水溶液，而挡板15用于防止中介物质水溶液中的气泡被水泵16抽走。中介物质水溶液在真空罐20内闪发形成的中介物质蒸汽和一定量的水蒸汽，被真空泵3抽出，以维持真空罐20内的真空度。由于水中溶有中介物质，根据中介物质的性 质(易溶于水，溶于水时会放出溶解热，在水的三相点参数状态时，中介物质处于过热蒸汽 状态)，中介物质水溶液在高于水的三相点压力的压力下发生闪发，这时的闪发气体主要是 中介物质，由于中介物质溶液整体处于过热状态，闪发会在液滴内部和外部同时进行，有效 的强化了液滴的闪蒸强度，传热传质效率大幅提高。中介物质闪发带走大量的热量，降低 了水溶液的温度，有效的强化了预冷作用。闪发过程在高于水的三相点压力时即可进行，降 低了对真空罐20内真空度的要求，相应的降低了对真空泵负荷的要求和真空室承压性能 的要求。中介物质蒸汽和水蒸汽经散流器13送至供液罐14内，中介物质被水吸收循环利 用，水蒸汽被蒸发冷凝盘管6冷凝成水继续利用。当供液罐内聚集有不凝和不溶性气体时， 开启排气阀7，将其排放至大气环境；由于不溶和不凝性气体量很少，散失的中介物质量极 少，可以忽略不计。当真空罐20内的冰浆积累到一定量的时候开启截止阀19和冰浆泵18， 实现连续制冰。如果供液罐14中的溶液浓度达不到要求，可开启截止阀8，向供液罐中通入 一定量的中介物质补充。综上所述，本实用新型的利用中介物质改善系统性能的真空制冰系统之所以能在 略高于水的三相点压力下真空制冰，其原理在于在一个标准大气压下，水的沸点是100°C，而当压力下降到611Pa时，水的沸点是 o°c。由水的相图知，当压力低于水的三相点压力时，水只能以气相和固相存在。常温常压 状态水的压力被迅速降至低于水的三相点压力时，水将处于过热状态，随即发生闪蒸，水在 蒸发过程中要带走大量的热量，在没有外界热源的情况下，水自身的温度会降低，从而产生 制冷效果，达到冻结状态。由于中介物质的特性是易溶于水，其溶于水时会放出溶解热，在水的三相点参数 状态下，中介物质处于过热蒸汽状态。所述中介物质溶于水时放出溶解热，然后通过蒸发冷 却器对中介物质水溶液进行初步预冷。中介物质水溶液在略高于水的三相点压力的压力 下，即发生闪蒸，闪发气体主要是中介物质。当中介物质被喷入真空罐内时，处于过热状态， 闪蒸会在液体内部和外部同时进行；中介物质在闪蒸过程中带走大量的热量，使水溶液温 度降低，由此实现预冷作用。以上阐述说明了本实用新型的基本原理、运行方法和主要优点。本实用新型不受 上述实例的限制，说明书中的说明和上述实例的阐述是为了说明本专利的原理、运行方法 和优点。在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，本实用新型会有很多种变化和改进， 这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求保护的范围由权 利要求保护书及其等同物界定。
权利要求一种利用中介物质改善系统性能的真空制冰系统，其特征在于包括真空发生系统，其包括用于制冰的真空罐、与所述真空罐相连且用于抽出所述真空罐内气体的真空泵、连接在所述真空罐底部且用于抽出所制备的冰浆的冰浆泵，其中，所述真空罐内设有喷头，在所述真空罐和冰浆泵相连接的管道上设有截止阀，在所述真空罐和真空泵相连接的管道上也设有截止阀；供液系统，其包括用于储存中介物质的中介物质罐、与所述中介物质罐相连用于提供中介物质水溶液的供液罐、与所述供液罐相连的水泵，其中，所述供液罐内下方设有与中介物质罐相连的散流器、上方设有蒸发冷凝器、顶部设有与大气连接的排气通道、与所述水泵相连的出口处的罐壁上设有挡板，在所述排气通道上设有排气阀；压缩制冷系统，其包括压缩机、与所述压缩机及蒸发冷凝器相连的冷凝器、分别与所述水泵和所述真空罐的喷头相连且用于初步预冷供液罐出来的中介物质水溶液的蒸发冷却器，其中，在所述蒸发冷却器上设有进水通道，所述进水通道也与供液罐相连，且在所述进水通道上设有供水阀，在蒸发冷凝器和冷凝器相连的管道上设有节流阀，在所述蒸发冷却器和真空罐的喷头相连的管道上设有截止阀。
2.如权利要求1所述的利用中介物质改善系统性能的真空制冰系统，其特征在于所 述真空泵连接在所述真空罐顶部。
3.如权利要求1所述的利用中介物质改善系统性能的真空制冰系统，其特征在于所 述喷头设在所述真空罐上部。
4.如权利要求1所述的利用中介物质改善系统性能的真空制冰系统，其特征在于所 述蒸发冷却器和压缩机相连。
专利摘要本实用新型的利用中介物质改善系统性能的真空制冰系统包括真空发生系统、供液系统、和压缩制冷系统，其中，真空发生系统包括真空罐和真空泵，供液系统包括供液罐、中介物质罐和水泵，压缩制冷系统包括压缩机、冷凝器、和蒸发冷却器，中介物质在供液罐内溶于水后形成中介物质水溶液，经初步预冷后喷入真空罐，并在真空罐内闪发，由于中介物质可在高于水的三相点压力下发生闪蒸，且其优先于水闪发，并带走大量的热量，使水溶液的温度降低，起到了强化预冷作用，而闪发气体由真空泵抽送至供液罐，以维持真空罐内的真空度，由此可降低真空制冰系统对真空度的要求，相应也降低了真空泵的负荷和对真空罐承压能力的要求。
文档编号F25C1/00GK201555406SQ200920214559
公开日2010年8月18日 申请日期2009年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者余守杰, 刘磊, 刘道平, 平亚琴, 李文杰 申请人:上海理工大学