接触式载冷剂相变动态制冰装置

冰蓄冷技术有各种各样的制冰方式，这些制冰方式可以分为两类。第一类是水与冷媒直接热交换方式，它换热效率很高，传热能力很大，生成冰激凌式冰，融冰过程负荷跟随性好，但由于生成腐蚀性气体等，影响冷媒纯度，影响制冷机运行，已基本上被淘汰。第二类是水与冷媒间接热交换方式，水与冷源间接热交换方式又包括静态制冰和动态制冰两种：1. 静态制冰装置，即在冷却管外或盛冰容器内结冰，冰本身处于相对静止状态，在静态制冰过程中，随着制冰量的增加，水与冷源之间的热阻逐渐增大，制冰率因而减小，能量损失增加。尽管静态制冰系统简单，运行稳定，易于实现，目前已成为冰蓄冷系统应用中的主流，但是它存在冰的静态形成过程换热效率低，融冰过程负荷跟随性差，换热管道冻结在冰中可靠性要求高而且不便于检修，换热管道布置复杂，成本高投资大，尤其不能实现超大规模低成本蓄冰。2.动态制冰装置，该制冰过程中有冰晶、冰浆生成，且冰晶、冰浆处于运动状态，动态制冰使用的载冷剂包括过冷水、导热液体和水溶液等，冰层不在换热表面生长，因而水与冷源之间热阻并不随制冰过程的进行而改变，制冰过程中一直保持较高的热交换效率，制冷机可以在较佳工况下运行;生成冰激凌式冰，融冰过程负荷跟随性好，然而系统复杂，稳定性差，载冷剂在换热过程中靠液体流动传热，换热效率依然不太高，传热能力依然相对较小。

一种接触式载冷剂相变动态制冰装置主要包括蒸发器、冷凝器、冷源换热元件、载冷剂泵;蒸发器有进水管和出冰管，进水管上还有水泵;冷源换热元件可以是制冷机的蒸发器，也可以是天然冷源的换热器;它还包括系统内相连接的管道、附件及检测控制和保压装置;蒸发器和冷凝器相连接;冷源换热元件置于冷凝器中;接触式载冷剂相变动态制冰装置有保压装置;蒸发器中的气态载冷剂通过管道进入冷凝器，气态载冷剂在冷凝器中通过冷凝为液态直接放热给冷源换热元件，液态载冷剂通过载冷剂泵压入蒸发器的水中蒸发为气态，液态载冷剂与水直接热交换，生成冰激凌式冰。蒸发器和冷凝器也可以合并为一体，冷源换热元件可以直接置入，下部为蒸发器，上部为冷凝器，不需要载冷剂泵，气态载冷剂通过冷凝直接放热给冷源换热元件，载冷剂冷凝液直接流入水体。载冷剂采用难溶于水的低沸点物质如丙烷、异丁烷等。该接触式载冷剂相变动态制冰装置换热效率很高，产冰能力很大，生成冰激凌式冰，融冰过程负荷跟随性好，不影响制冷机运行，结构简单，成本低投资小，稳定性好，运行可靠，尤其是能实现超大规模低成本制冰。

接触式载冷剂相变动态制冰装置突破动态制冰高效稳定关键技术瓶颈，使动态制冰装置简单化。可广泛应用于冰蓄冷空调和天然蓄冰装置。

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