CN106871516A - 一种具有制冰功能的热源塔装置及方法 - Google Patents

一种具有制冰功能的热源塔装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有制冰功能的热源塔装置及方法，包括热源塔***和制冰***，所述热源塔***包括风机、喷头、填料层和储液槽，所述制冰***包括输送电机、活动绳、固定杆、活动杆和储冰槽。本发明利用水在0℃会发生相变并凝固为冰的特性，将水包裹在软性可膨胀的塑料中实现其与溶液隔离，并通过活动杆、固定杆将水球放置热源塔溶液槽底。通过塑料球中的水与溶液换热，实现溶液温度的升高，可以实现提高热源塔出口溶液温度提高换热效果的目的，软性塑料中所产生的冰可以用于娱乐场所、厨房等短时间高密度热流的场所。

Description

一种具有制冰功能的热源塔装置及方法
技术领域
本发明涉及热交换装置技术领域，具体涉及一种具有制冰功能的热源塔装置及方法。
背景技术
国家中长期科技发展规划纲要中明确指出，应将“建筑节能和绿色建筑”作为优先主题，重点研究开发建筑节能技术与设备。我国长江中下游区域(夏热冬冷地区)夏季炎热，冬季湿冷，全年潮湿，建筑空调能耗大，热源塔热泵***就是在夏热冬冷地区特有的气候特征及现有的国家节能政策下迅速发展出来的。其在夏季按照常规的水冷冷水机组制冷模式运行，而在冬季冷却塔转化为吸热设备—热源塔运行，塔中循环防冻液从空气中吸收热量，热泵机组冷凝器为用户提供热量，是一种极其适合夏热冬冷地区的节能性热泵***。
热源塔在冬季作为吸热设备，从空气中吸收热量，如何提高热源塔换热性能，成为相关研究人员的重点。东南大学提出采用预凝式热源塔，提出在溶液进入热源塔之前采用翅片管换热器先进行预热、提高换热量，减少水分进入热源塔的量。另外不少专家对热源塔和冷却塔换热特性进行对比分析，提出扩大热源塔换热面积、同时采用变流量喷头实现尽可能在大负荷变化工况下换热面积最大。
本专利则根据热源塔换热过程中进出口溶液温度低于0℃的特性，提出了一种具有制冰功能的热源塔装置及方法。
发明内容
本发明提出了一种具有制冰功能的热源塔装置及方法，利用水相变凝固为冰的特性，将水包裹在软性可膨胀的塑料中，塑料球中的水与溶液换热，实现溶液温度的升高。
本发明提供的技术方案是：
一种具有制冰功能的热源塔装置，包括热源塔***和制冰***，所述热源塔***包括风机、喷头、填料层和储液槽，所述制冰***包括输送电机、活动绳、固定杆、活动杆和储冰槽；所述风机安装于热源塔塔顶，在热源塔上部设有液体进口，所述液体进口通过管路连接风机下侧的喷头；所述热源塔的中部区域为填料层，所述填料层下部与热源塔塔底的储液槽相连通，所述储液槽底部设有液体出口；所述热源塔侧壁设有输送口，在热源塔装置内设有左输送电机和右输送电机，所述左输送电机和右输送电机分别通过左活动绳和右活动绳连接固定杆的两端，在所述固定杆上设有平行于固定杆并可沿固定杆滑动的活动杆，所述活动杆上沿杆体均匀的设有若干挂槽，所述活动杆及活动杆挂槽上悬挂的小球通过输送口进出热源塔装置。
进一步的，所述固定杆和活动杆通过所述左输送电机和右输送电机上下移动，所述固定杆和活动杆上移至输送口处时，所述固定杆和活动杆的右侧高、左侧低。
进一步的，在所述输送口外侧下方设有储冰槽。
进一步的，所述活动杆上设有一端连接挂槽的挂钩，所述挂钩的另一端连接在设有挂孔或挂柄的小球上。
进一步的，所述小球为软性塑料球。
采用上述热源塔装置制冰的方法，热源塔换热过程为：从液体进口进入热源塔的低温溶液通过喷头喷入热源塔填料层中，在填料层中空气与溶液进行热质交换，溶液温度升高，热质交换后溶液流入储液槽，储液槽内的小球在溶液中制冰，最后溶液通过液体出口流出热源塔。
其中，制冰过程为：
(1)制冰过程：通过输送电机下降固定杆和活动杆，将装有水的小球浸入热源塔储液槽底部，小球内的水释放热量给储液槽内的低温溶液，小球内的水凝固成为固态冰；
(2)取冰过程：左输送电机、右输送电机分别拉动固定杆和活动杆两端的活动绳，将活动杆上凝固的冰球拉至输送口处，且使活动杆右侧高、左侧低；
(3)移冰过程：通过左、右两侧高度差，使活动杆沿固定杆滑动，活动杆携带冰球从输送口处移出热源塔；
(4)储冰过程：取下挂在活动杆上的冰球，冰球落入下方的储冰槽中；
重新在活动杆上挂上装有水的小球，将小球通过活动杆运送至储液槽中，重复进行上述制冰过程。
其中，所述低温溶液为冰点低于零度的载体介质。所述储液槽内的溶液温度为-5℃以下。
本发明利用水在0℃会发生相变并凝固为冰的特性，将水包裹在软性可膨胀的塑料中实现其与溶液隔离，并通过活动杆、固定杆将水球放置热源塔溶液槽底。通过塑料球中的水与溶液换热，实现溶液温度的升高。一方面可以实现提高热源塔出口溶液温度提高换热效果的目的，另一方面，软性塑料中所产生的冰可以用于娱乐场所、厨房等短时间高密度热流的场所。
本发明的有益效果是：
第一、具有制冰功能的热源塔装置，可以实现将软性塑料球中水的热量释放的低温溶液中，提高热源塔出口溶液温度，提高热源塔换热效率。
第二、具有制冰功能的热源塔装置，通过低温溶液实现软性塑料小球中的液态水冷凝为固态冰，使得热源塔具有制冰的能力，固态冰可用于餐饮、娱乐等高热流密度的场所。
第三、具有制冰功能的热源塔装置，采用左右输送电机和活动绳自动实现冰球获取和移出热源塔，实现制冰过程较为方便。
附图说明
图1：本发明的热源塔装置的结构示意图。
图中：1-热源塔***，2-制冰***，3-风机，4-喷头，5-填料层，6-左输送电机，7-右输送电机，8-左活动绳，9-右活动绳，10-固定杆，11-活动杆，12-储冰槽，13-储液槽，14-液体进口，15-液体出口，16-输送口，17-小球。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
一种具有制冰功能的热源塔装置，包括热源塔***1和制冰***2，所述热源塔***1包括风机3、喷头4、填料层5和储液槽13；所述制冰***2包括输送电机、活动绳、固定杆10、活动杆11和储冰槽12；所述风机3安装于热源塔塔顶，在热源塔上部设有液体进口14，所述液体进口14通过管路连接风机3下侧的喷头4；所述热源塔的中部区域为填料层5，所述填料层5下部与热源塔塔底的储液槽12相连通，所述储液槽12底部设有液体出口15，从喷头4喷洒入填料层内的溶液在重力作用下流入热源塔塔底的储液槽，最后从液体出口15流出热源塔。
所述热源塔侧壁设有输送口16，在热源塔装置内设有左输送电机6和右输送电机7，所述左输送电机6和右输送电机7分别通过左活动绳8和右活动绳9连接固定杆10的两端，在所述固定杆10上设有平行于固定杆10并可沿固定杆滑动的活动杆11，所述活动杆11上沿杆体均匀的设有若干挂槽，所述活动杆及活动杆挂槽上悬挂的小球17通过输送口16进出热源塔装置。
进一步的，所述固定杆10和活动杆11通过所述左输送电机6和右输送电机7上下移动，所述固定杆10和活动杆11上移至输送口处时，所述固定杆和活动杆的右侧高、左侧低。
进一步的，在所述输送口16外侧下方设有储冰槽12。
进一步的，所述活动杆11上设有一端连接挂槽的挂钩，所述挂钩的另一端连接在设有挂孔或挂柄的小球17上。
进一步的，所述小球17为软性塑料球。
采用上述热源塔装置制冰的方法，热源塔换热过程为：从液体进口进入热源塔的低温溶液通过喷头喷入热源塔填料层中，填料层中空气与溶液进行热质交换，溶液温度升高，流入储液槽，储液槽内的溶液最后通过液体出口流出热源塔，制冰过程为：
(1)制冰过程：通过输送电机下降固定杆和活动杆，将装有水的小球浸入热源塔储液槽底部，小球内的水释放热量给储液槽内的低温溶液，小球内的水凝固成为固态冰；
(2)取冰过程：左输送电机、右输送电机分别拉动固定杆和活动杆两端的活动绳，将活动杆上凝固的冰球拉至输送口处，且活动杆右侧高、左侧低；
(3)移冰过程：通过左、右两侧高度差，活动杆沿固定杆滑动，活动杆携带冰球从输送口处移出热源塔；
(4)储冰过程：取下挂在活动杆上的冰球，冰球落入下方的储冰槽中；
重新在活动杆上挂上装有水的小球，将小球通过活动杆运送至储液槽中，重复进行上述制冰过程。
其中，所述低温溶液为冰点低于零度的载体介质。所述储液槽内的溶液温度为-5℃以下。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有制冰功能的热源塔装置，其特征在于：包括热源塔***和制冰***，所述热源塔***包括风机、喷头、填料层和储液槽，所述制冰***包括输送电机、活动绳、固定杆、活动杆和储冰槽；所述风机安装于热源塔塔顶，在热源塔上部设有液体进口，所述液体进口通过管路连接风机下侧的喷头；所述热源塔的中部区域为填料层，所述填料层下部与热源塔塔底的储液槽相连通，所述储液槽底部设有液体出口；所述热源塔侧壁设有输送口，在热源塔装置内设有左输送电机和右输送电机，所述左输送电机和右输送电机分别通过左活动绳和右活动绳连接固定杆的两端，在所述固定杆上设有平行于固定杆并可沿固定杆滑动的活动杆，所述活动杆上沿杆体均匀的设有若干挂槽，所述活动杆及活动杆挂槽上悬挂的小球通过输送口进出热源塔装置。
2.根据权利要求1所述的具有制冰功能的热源塔装置，其特征在于：所述固定杆和活动杆通过所述左输送电机和右输送电机上下移动，所述固定杆和活动杆上移至输送口处时，所述固定杆和活动杆的右侧高、左侧低。
3.根据权利要求1所述的具有制冰功能的热源塔装置，其特征在于：在所述输送口外侧下方设有储冰槽。
4.根据权利要求1所述的具有制冰功能的热源塔装置，其特征在于：所述活动杆上设有一端连接挂槽的挂钩，所述挂钩的另一端连接在设有挂孔或挂柄的小球上。
5.根据权利要求1所述的具有制冰功能的热源塔装置，其特征在于：所述小球为软性塑料球。
6.采用权利要求1所述热源塔装置制冰的方法，其特征在于：热源塔换热过程为：从液体进口进入热源塔的低温溶液通过喷头喷入热源塔填料层中，在填料层中空气与溶液进行热质交换，溶液温度升高，热质交换后溶液流入储液槽，储液槽内的小球在溶液中制冰，最后溶液通过液体出口流出热源塔；制冰过程为：
(1)制冰过程：通过输送电机下降固定杆和活动杆，将装有水的小球浸入热源塔储液槽底部，小球内的水释放热量给储液槽内的低温溶液，小球内的水凝固成为固态冰；
(2)取冰过程：左输送电机、右输送电机分别拉动固定杆和活动杆两端的活动绳，将活动杆上凝固的冰球拉至输送口处，且使活动杆右侧高、左侧低；
(3)移冰过程：通过左、右两侧高度差，使活动杆沿固定杆滑动，活动杆携带冰球从输送口处移出热源塔；
(4)储冰过程：取下挂在活动杆上的冰球，冰球落入下方的储冰槽中；
重新在活动杆上挂上装有水的小球，将小球通过活动杆运送至储液槽中，重复进行上述制冰过程。
7.根据权利要求6所述的热源塔装置制冰方法，其特征在于：所述低温溶液为冰点低于零度的载体介质。
8.根据权利要求7所述的热源塔装置制冰方法，其特征在于：所述储液槽内的溶液温度为-5℃以下。
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