NL1010857C2 - Method and device for making a water-ice mixture. - Google Patents
Method and device for making a water-ice mixture. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1010857C2 NL1010857C2 NL1010857A NL1010857A NL1010857C2 NL 1010857 C2 NL1010857 C2 NL 1010857C2 NL 1010857 A NL1010857 A NL 1010857A NL 1010857 A NL1010857 A NL 1010857A NL 1010857 C2 NL1010857 C2 NL 1010857C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- vessel
- water
- ice
- vacuum vessel
- vacuum
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
- F25C1/00—Producing ice
- F25C1/16—Producing ice by partially evaporating water in a vacuum
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Description
Titel: Werkwijze en inrichting voor het maken van een water-ijsmengsel.Title: Method and device for making a water-ice mixture.
De onderhavige uitvinding betreft een werkwijze en een inrichting voor het maken van een water-ijsmengsel.The present invention relates to a method and an apparatus for making a water-ice mixture.
55
Het is in de stand van techniek bekend om een water-ijsmengsel te maken. Een dergelijk mengsel kan bijvoorbeeld worden gebruikt als koudemiddel. Het water-ijsmengsel kan gemaakt worden met behulp van een dubbelwandige pijp. Daarbij wordt tussen de buitenste en de binnenste pijp een koudemiddel geleid, zoals ammo-10 niak, waarbij door de binnenste buis water wordt gevoerd. Door de koude-uitwisse-ling die plaatsvindt door de wand van de binnenste buis heen zal het water in het binnenste buis kunnen afkoelen en daarbij zal ijs ontstaan. In de binnenste buis zijn doorgaans schrapers aangebracht om het tegen de wand van de buis afgezette ijs los te maken en het ijs mee te laten voeren met de waterstroom door de binnenste buis.It is known in the art to make a water-ice mixture. Such a mixture can be used, for example, as a refrigerant. The water-ice mixture can be made using a double-walled pipe. A refrigerant, such as ammonia, is passed between the outer and the inner pipe, water being passed through the inner pipe. The cold exchange that takes place through the wall of the inner tube will allow the water in the inner tube to cool, thereby creating ice. Scrapers are usually arranged in the inner tube to loosen the ice deposited against the wall of the tube and allow the ice to flow along with the water flow through the inner tube.
1515
Een eerste nadeel van de hierboven beschreven bekende werkwijze is, dat een water-ijsmengsel ontstaat met een relatief slechte menging tussen het ijs en het water. Op de binnenzijde van de binnenste buis worden namelijk platen ijs afgezet, die bij het loshalen maar gedeeltelijk in stukken worden gehakt door de schraper. Voor een 20 goede werking van het water-ijsmengsel als koudemiddel is juist een fijne verdeling van het ijs in het water ideaal.A first drawback of the known method described above is that a water-ice mixture is formed with a relatively poor mixing between the ice and the water. Namely, plates of ice are deposited on the inside of the inner tube, which are only partially cut into pieces by the scraper upon removal. For a good functioning of the water-ice mixture as a refrigerant, a fine distribution of the ice in the water is ideal.
Een tweede nadeel van de hierboven beschreven werkwijze is, dat de werkwijze zich moeilijk laat opschalen. Vooral bij toepassingen waar een relatief grote hoeveelheid 25 water-ijsmengsel nodig is dat gébruikt moet worden als koudemiddel, is de hierboven beschreven werkwijze niet geschikt.A second drawback of the above-described method is that the method is difficult to scale up. The method described above is not particularly suitable in applications where a relatively large amount of water-ice mixture is to be used as a refrigerant.
Het is het doel van de onderhavige uitvinding om te voorzien in een werkwijze en een inrichting met behulp waarvan efficiënt een water-ijsmengsel kan worden ge-30 maakt.It is the object of the present invention to provide a method and an apparatus by which an water-ice mixture can be efficiently made.
Dat doel wordt in de onderhavige uitvinding bereikt doordat de werkwijze omvat: 1G 1 08 57 2 het toevoeren van een waterhoudend fluïdum met een temperatuur die in hoofdzaak overeenkomt met het vriespunt van dat waterhoudend fluïdum, vanaf een bron naar een afgesloten vat waarin een druk heerst die in hoofdzaak overeenkomt met de verzadigingsdruk van het fluïdum bij dat vriespunt, 5 - het tenminste gedeeltelijk laten verdampen van dat waterhoudende fluïdum in dat afgesloten vat, waarbij verdampingswarmte wordt onttrokken aan dat waterhoudende fluïdum, en het afvoeren van het waterhoudende fluïdum uit het afgesloten vat.That object is achieved in the present invention by the method comprising: supplying an aqueous fluid of a temperature substantially corresponding to the freezing point of that aqueous fluid, from a source to a sealed vessel in which there is a pressure which substantially corresponds to the saturation pressure of the fluid at that freezing point, 5 - at least partially evaporating said water-containing fluid in said closed vessel, extracting heat of evaporation from said water-containing fluid, and discharging the water-containing fluid from the closed vessel .
1010
Door deze werkwijze wordt bereikt dat op een efficiënte manier ijs wordt gevormd in een stroom waterhoudend fluïdum. In het geval van relatief zuiver water, zal het verzadigingspunt van een waterstroom bij 0°C liggen bij 6 mbar. Wanneer in de afgesloten ruimte een druk zal worden opgebouwd van plusminus 6 mbar en water 15 wordt aangevoerd met een temperatuur van 0°, dan zal door de optredende verdamping, ijsvorming plaats vinden in de fluïdumstroom.This method achieves that ice is efficiently formed in a flow of aqueous fluid. In the case of relatively pure water, the saturation point of a water flow at 0 ° C will be 6 mbar. When a pressure of approximately 6 mbar will be built up in the enclosed space and water 15 is supplied at a temperature of 0 °, ice will form in the fluid flow due to the evaporation that occurs.
De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt verder verbeterd doordat het gedeelte van het waterhoudende fluïdum dat in het afgesloten vat verdampt, wordt 20 gesublimeerd of gecondenseerd met behulp van koelmiddelen, waarbij of waarna de sublimatie- of condensatiewarmte uit het afgesloten vat wordt afgevoerd.The method of the present invention is further improved in that the portion of the aqueous fluid evaporating in the sealed vessel is sublimed or condensed by means of refrigerants, with or after which the sublimation or condensation heat is removed from the sealed vessel.
Met behulp van bijvoorbeeld koudemiddelen kan de hoeveelheid warmte die door het verdampen van een gedeelte van de fluïdumstroom aan de fluïdumstroom wordt 25 onttrokken, door het sublimeren en/of condenseren van de waterdamp worden afgevoerd uit het afgesloten vat.With the aid of, for example, refrigerants, the amount of heat extracted from the fluid flow by evaporating a part of the fluid flow can be removed from the closed vessel by sublimation and / or condensation of the water vapor.
Volgens de onderhavige werkwijze is het mogelijk dat dat waterhoudende fluïdum aan dat afgesloten vat wordt toegevoerd vanuit een voorraadvat voor een water-ijs-30 mengsel, waarbij dat waterhoudende fluïdum uit het afgesloten vat wordt afgevoerd naar datzelfde voorraadvat.According to the present method, it is possible for said water-containing fluid to be supplied to said closed vessel from a water-ice-mixture storage vessel, said water-containing fluid being discharged from the closed vessel to that same storage vessel.
1 o 'i n fs £ 7 ju l oU u * 31 o 'i n fs £ 7 ju l oU u * 3
Vanuit het voorraadvat zelf wordt het water-ijsmengsel aangevoerd naar bijvoorbeeld een koelinrichting van een proces in de procesindustrie om dienst te doen als koude-middel. Het voorraadvat kan in principe atmosferisch worden uitgevoerd. Slechts een gedeelte van het waterhoudende fluïdum dat gehouden wordt in het voorraadvat, 5 wordt toegevoerd aan het afgesloten vat. Het voorraadvat zelf kan daardoor relatief eenvoudig worden uitgevoerd. Ook het aanbrengen van toevoerleidingen en afvoerlei-dingen kan zonder complicaties plaatsvinden. Bovendien is het mogelijk om de wand van het voorraadvat te doorboren voor bijvoorbeeld een asdoorgang. Wanneer het voorraadvat zelf het afgesloten vat zou vormen, zouden die mogelijkheden niet zon-10 der complicaties kunnen worden uitgevoerd.From the storage vessel itself, the water-ice mixture is supplied to, for example, a cooling device of a process in the process industry to serve as a refrigerant. The storage vessel can in principle be made atmospheric. Only a portion of the aqueous fluid held in the storage vessel 5 is supplied to the sealed vessel. The storage vessel itself can therefore be constructed relatively simply. The installation of supply lines and discharge lines can also take place without complications. In addition, it is possible to drill through the wall of the storage vessel for, for example, an axis passage. If the storage vessel itself formed the closed vessel, those possibilities could not be implemented without complications.
Vanuit het voorraadvat wordt het waterhoudende fluïdum aan het afgesloten vat toegevoerd. In het afgesloten vat zal het waterhoudende fluïdum tenminste gedeeltelijk bevriezen, zodat de ijsfractie in het waterhouden de fluïdum toeneemt. Het water-15 houdende fluïdum wordt vervolgens weer afgevoerd naar het voorraadvat, zodat ook in het voorraadvat de ijsfractie toeneemt.The water-containing fluid is supplied from the storage vessel to the closed vessel. In the closed vessel, the water-containing fluid will at least partially freeze, so that the ice fraction in the water-holding increases the fluid. The water-containing fluid is then discharged back into the storage vessel, so that the ice fraction in the storage vessel also increases.
Bovendien is het mogelijk dat het waterhoudende fluïdum uit het afgesloten vat wordt afgevoerd via een houdbuis, waarin een drukopbouw en een buffering kan 20 plaatsvinden, waarbij de momentane druk in de houdbuis wordt gemeten en waarbij op basis van de in de houdbuis gemeten druk de hoeveelheid waterhoudend fluïdum die aan het afgesloten vat wordt toegevoerd, wordt geregeld.In addition, it is possible that the water-containing fluid is discharged from the closed vessel via a holding tube, in which a pressure build-up and buffering can take place, wherein the instantaneous pressure in the holding tube is measured and wherein, based on the pressure measured in the holding tube, the quantity aqueous fluid supplied to the sealed vessel is controlled.
Het is de bedoeling dat de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding gedurende 25 een bepaalde tijd kan worden uitgevoerd. Gedurende het uitvoeren van de werkwijze zal het voordelig zijn om de omstandigheden in het afgesloten vat zo goed mogelijk te kunnen regelen. Door nu het fluïdum vanuit het afgesloten vat via een houdpijp in de richting van het voorraadvat te leiden, kunnen tal van kenmerken van de werkomstandigheden in het afgesloten vat worden vastgesteld. Zo is het bijvoorbeeld 30 mogelijk om vast te stellen, wanneer de druk in de houdbuis toeneemt, dat er relatief veel fluïdum uit het afgesloten vat stroomt. Vervolgens kan de toevoerleiding enigszins worden dichtgeknepen, zodat met een enige tijdsvertraging het afvoeren uit het 1 0 1 ö o 5 ( 4 afgesloten vat enigszins zal worden beperkt. Daardoor zal de gemeten druk in de houdbuis weer afnemen. Het omgekeerde geval is natuurlijk ook mogelijk.It is intended that the method according to the present invention can be carried out for a certain period of time. During the execution of the method it will be advantageous to be able to control the conditions in the closed vessel as well as possible. By now passing the fluid from the closed vessel through a holding pipe towards the storage vessel, many characteristics of the operating conditions in the closed vessel can be determined. For example, it is possible to determine, when the pressure in the holding tube increases, that relatively much fluid flows out of the closed vessel. The supply line can then be squeezed slightly, so that with a certain time delay the discharge from the 1 0 1 o o 5 (4 sealed vessel will be somewhat limited. As a result, the measured pressure in the holding tube will decrease again. The reverse case is of course also possible. .
Volgens de onderhavige uitvinding is het mogelijk dat het afgesloten vat periodiek 5 wordt aangesloten op een vat met daarin een relatief warm waterhoudend fluïdum.According to the present invention it is possible for the closed vessel to be periodically connected to a vessel containing a relatively warm water-containing fluid.
Daarbij is het mogelijk dat vervolgens de afvoer van het afgesloten vat wordt aangesloten op datzelfde vat met daarin relatief warm water.It is then possible that the discharge of the closed vessel is subsequently connected to the same vessel containing relatively warm water.
10 Verder is het mogelijk dat vervolgens het vat met relatief warm water in een open verbinding wordt gesteld met het voorraadvat voor het water-ijsmengsel.Furthermore, it is possible that the vessel with relatively warm water is subsequently placed in an open connection with the storage vessel for the water-ice mixture.
Door deze maatregelen is het mogelijk om gesublimeerde en gecondenseerde waterdamp die zich hebben afgezet op de koelmiddelen in het afgesloten vat, tenminste 15 gedeeltelijk te laten smelten en te kunnen afvoeren uit het afgesloten vat. Doordat tenminste een gedeelte van het fluïdum dat uit het afgesloten vat stroomt wordt teruggeleid naar het vat met relatief warm fluïdum, zal de temperatuur daarvan dalen. Tijdens een complete bedrijfsgang wordt in het afgesloten vat eerst een lage druk gerealiseerd, vervolgens worden de koelmiddelen in het afgesloten vat aangesloten. 20 Daarna wordt waterhoudend fluïdum aan het afgesloten vat toegevoerd. In het vat zal het fluïdum gedeeltelijk verdampen en vervolgens condenseren of sublimeren op de koelmiddelen. Dan wordt bij het ontijzen relatief warm fluïdum, zoals warm water aan het afgesloten vat toegevoerd. De gecondenseerde/gesublimeerde fractie zal ontdooien en met het relatief warme fluïdum tenminste gedeeltelijk worden toege-25 voerd aan het vat met relatief warm water. Gedurende deze bedrijfsgang kan de hoeveelheid water in het voorraadvat enigszins zijn afgenomen. Door het vat met relatief warm water (dat door het ontijzen van het afgesloten vat in temperatuur is gedaald) in open verbinding te stellen met het voorraadvat, kan op basis van de wet van de communicerende vaten het vloeistofniveau in het voorraadvat worden ver-30 hoogd.By these measures it is possible to melt sublimed and condensed water vapor which have deposited on the cooling means in the closed vessel at least partially and to be able to discharge it from the closed vessel. Since at least a portion of the fluid flowing out of the sealed vessel is returned to the relatively hot fluid vessel, its temperature will drop. During a complete operation, a low pressure is first realized in the closed vessel, then the coolants are connected in the closed vessel. Water-containing fluid is then supplied to the closed vessel. In the vessel, the fluid will partially evaporate and then condense or sublimate on the coolants. Then, during de-icing, relatively warm fluid, such as warm water, is supplied to the closed vessel. The condensed / sublimed fraction will thaw and at least partially be supplied with the relatively warm fluid to the vessel with relatively warm water. During this operation, the amount of water in the storage vessel may have decreased slightly. By opening the vessel with relatively warm water (which has fallen in temperature due to the de-icing of the closed vessel) in open connection with the storage vessel, on the basis of the law of the communicating vessels, the liquid level in the storage vessel can be increased. .
De onderhavige uitvinding betreft ook een inrichting voor het uitvocren van de werkwijze volgens de uitvinding. Deze inrichting omvat: 1010857 5 een voorraadvat voor het ijs-watermengsel, een vacutimvat, waarin een relatief lage druk kan worden opgebouwd, waarbij het vacuümvat een toevoerleiding heeft voor waterhoudend fluïdum, welke toevoerleiding verbonden is met het voorraadvat, waarbij de toevoerleiding van 5 het vacuümvat in het vacuümvat aansluit op een aan tenminste de bovenzijde open goot, welke goot in het vacuümvat aansluit op een afvoerleiding van het vacuümvat, welke afvoerleiding verbonden is met het voorraadvat voor het water-ijsmengsel.The present invention also relates to an apparatus for practicing the method according to the invention. This device comprises: a storage vessel for the ice-water mixture, a vacuum vessel, in which a relatively low pressure can be built up, the vacuum vessel having a supply line for water-containing fluid, which supply line is connected to the storage vessel, the supply line of the vacuum vessel in the vacuum vessel connects to a gutter open on at least the top side, which gutter in the vacuum vessel connects to a discharge pipe from the vacuum vessel, which discharge pipe is connected to the storage vessel for the water-ice mixture.
10 Deze inrichting wordt verder verbeterd doordat in het vacuümvat een of meer koelhuizen is aangebracht, welke koelhuizen middelen omvatten voor het aansluiten van de koelhuizen op een aanvoer en een afvoer voor een koudemiddel.This device is further improved in that one or more cold stores are arranged in the vacuum vessel, which cold houses comprise means for connecting the cold houses to an inlet and an outlet for a refrigerant.
Met behulp van de koelhuizen kan het water dat is verdampt uit de fluïdumstroom 15 effectief worden gecondenseerd en/of gesublimeerd op de buitenzijde van de koelhuizen.With the aid of the cold stores, the water that has evaporated from the fluid flow 15 can be effectively condensed and / or sublimated on the outside of the cold stores.
Volgens de uitvinding is het verder mogelijk dat de inrichting een vat omvat voor een relatief warm waterhoudend fluïdum, waarbij dat vat enerzijds is te verbinden 20 met de toevoerleiding van het vacuümvat, en anderzijds is te koppelen aan de afvoerleiding van het vacuümvat.According to the invention it is further possible that the device comprises a vessel for a relatively warm water-containing fluid, wherein said vessel can be connected on the one hand to the supply line of the vacuum vessel, and on the other hand to be coupled to the discharge line of the vacuum vessel.
De werking van het vat met daarin relatief warm water is hierboven al beschreven met verwijzing naar de werkwijze.The operation of the vessel with relatively warm water therein has already been described above with reference to the method.
2525
Volgens de uitvinding is het verder mogelijk dat in de toevoerleiding van het vacuümvat een afsluiter is gemonteerd, en dat in de afvoerleiding van het vacuümvat een houdbuis is voorzien, waarbij in de afvoerleiding, ter hoogte van de houdbuis middelen zijn aangebracht voor het meten van de druk in de houdbuis, welke meet-30 middelen via een regelorgaan werkzaam verbonden zijn met de afsluiter in de toevoerleiding van het vacuümvat.According to the invention it is further possible that a shut-off valve is mounted in the supply line of the vacuum vessel, and that a holding tube is provided in the discharge line of the vacuum vessel, wherein means are provided in the discharge line, at the level of the holding tube, for measuring the pressure in the holding tube, which measuring means are operatively connected via a control member to the shut-off valve in the supply line of the vacuum vessel.
ï ü t u vj .j ; 6ï ü t u vj .j; 6
Met behulp van deze houdbuis en de bijbehorende meetmiddelen kunnen de werkomstandigheden in het afgesloten vat optimaal worden geregeld.Working conditions in the closed vessel can be optimally controlled with the aid of this holding tube and the associated measuring means.
Volgens de uitvinding is het verder voordelig dat het voorraadvat is voorzien van een 5 geperforeerde plaat of rooster, waarbij de toevoerleiding respectievelijk de afvoerlei-ding van het vacuümvat aan weerszijden van dat rooster zijn aangebracht.According to the invention it is furthermore advantageous that the storage vessel is provided with a perforated plate or grid, wherein the supply line or the discharge line of the vacuum vessel are arranged on either side of that grid.
De aanwezigheid van het rooster maakt het mogelijk dat slechts water uit het voorraadvat wordt weggenomen. Inmiddels gevormd ijs blijft achter in het voorraadvat. 10 Vervolgens wordt het water afgevoerd uit het voorraadvat tenminste gedeeltelijk omgezet in ijs. Per saldo zal dat betekenen dat daardoor het percentage ijs in het voorraadvat kan worden opgehoogd tot elke gewenste waarde. Om een water-ijsmengsel te krijgen met een ijsfractie van bijvoorbeeld 20%, kan het voldoende zijn om water-ijsmengsel toe te voeren aan het voorraadvat met een ijsfractie van bijvoor-15 beeld 10%. Door het aan de onderzijde van het rooster wegnemen van alleen maar water, kan zoals gezegd de ijsfractie worden opgehoogd.The presence of the grid allows only water to be removed from the storage vessel. Ice formed in the meantime remains in the storage vessel. Subsequently, the water drained from the storage vessel is at least partially converted into ice. On balance, this will mean that the percentage of ice in the storage vessel can be increased to any desired value. To obtain a water-ice mixture with an ice fraction of, for example, 20%, it may be sufficient to supply water-ice mixture to the storage vessel with an ice fraction of, for example, 10%. By removing only water at the bottom of the grid, the ice fraction can, as mentioned, be increased.
De uitvinding wordt verder verbeterd doordat de uitstroomopening van de toevoerleiding van het vacuümvat een geleidingsorgaan omvat voor het waterhoudende flu-20 idumvat, welk geleidingsorgaan is voorzien van een plaid, die aansluit op de goot in het vacuümvat.The invention is further improved in that the outflow opening of the supply line of the vacuum vessel comprises a guide member for the water-containing fluid vessel, which guide member is provided with a plaid, which connects to the gutter in the vacuum vessel.
Met behulp van dit orgaan kan het waterhoudende fluïdum in een dunne fluïdumfilm over de goot worden uitgespreid.With the aid of this member, the water-containing fluid can be spread over the gutter in a thin fluid film.
2525
Verder is het volgens de uitvinding mogelijk dat in het voorraadvat voor het waterijsmengsel middelen zijn aangebracht voor het mengen van het water-ijsmengsel.It is further possible according to the invention that means for mixing the water-ice mixture are arranged in the water-ice mixture storage vessel.
Omdat, zoals hierboven is aangegeven, het voorraadvat in hoofdzaak drukloos kan 30 zijn is het aanbrengen van een menger in het voorraadvat, bijvoorbeeld via een asdoorgang, uit te voeren zonder verdere complicaties.Since, as indicated above, the storage vessel can be substantially pressureless, the provision of a mixer in the storage vessel, for instance via an axis passage, can be carried out without further complications.
*5 π '5 Π Q k 7 SU \ uO i 7* 5 π '5 Π Q k 7 SU \ uO i 7
De onderhavige uitvinding zal verder worden toegelicht aan de hand van een drietal figuren waarin:The present invention will be further elucidated on the basis of three figures in which:
Figuur 1 een schematisch overzicht is van de inrichting voor het maken van een 5 water-ijsmengsel volgens de onderhavige uitvinding.Figure 1 is a schematic overview of the device for making a water-ice mixture according to the present invention.
Figuur 2 het vacuümvat weergeeft met behulp waarvan in de onderhavige uitvinding waterijsmengsel wordt geproduceerd.Figure 2 shows the vacuum vessel by means of which water ice mixture is produced in the present invention.
10 Figuur 3 een detail weergeeft van het buitenoppervlak van de koelhuizen die gebruikt worden voor het afvoeren van de verdampings- en stollingwarmte uit het vacuümvat.Figure 3 shows a detail of the outer surface of the cold stores that are used to extract the evaporation and solidification heat from the vacuum vessel.
In figuur 1 is schematisch de inrichting I afgebeeld met behulp waarvan volgens de onderhavige uitvinding een water-ijsmengsel kan worden geproduceerd. De inrichting 15 1 omvat een voorraadvat 2. In dit voorraadvat 2 wordt een mengsel van water en ijs gehouden. Dit mengsel zal een ijsfractie hebben van bijvoorbeeld 20%. Het waterijsmengsel is uitstekend geschikt voor tal van koeltoepassingen. Met behulp van een leiding 3 kan het water-ijsmengsel uit het voorraadvat 2 worden afgevoerd in de richting van een koelinrichting. Na het uitvoeren van de koeltaak wordt het water-20 ijsmengsel weer teruggevoerd in de richting van de voorraadvat 2 via de leiding 4. Om het water-ijsmengsel goed gemengd te houden is in het voorraadvat 2 een roer-orgaan 5 aangebracht. Aan de onderzijde van dit roerorgaan 5 is een rooster 6 aangebracht. Dit rooster 6 kan gebruikt worden om water en ijs van elkaar te scheiden. Dat betekent dat aan de onderzijde van het rooster 6 alleen water aanwezig is en geen ijs, 25 terwijl aan de bovenzijde van het rooster het water-ijsmengsel wordt gehouden.Figure 1 shows schematically the device I with the aid of which, according to the present invention, a water-ice mixture can be produced. The device 15 1 comprises a storage vessel 2. A mixture of water and ice is kept in this storage vessel 2. This mixture will have an ice fraction of, for example, 20%. The water-ice mixture is ideal for many cooling applications. With the aid of a conduit 3, the water-ice mixture can be discharged from the storage vessel 2 in the direction of a cooling device. After the cooling task has been carried out, the water-ice mixture is returned to the storage vessel 2 via the pipe 4. In order to keep the water-ice mixture well mixed, a stirring device 5 is arranged in the storage vessel 2. A grid 6 is arranged at the bottom of this stirring member 5. This grid 6 can be used to separate water and ice from each other. This means that only water and no ice is present at the bottom of the grid 6, while the water-ice mixture is kept at the top of the grid.
De inrichting 1 omvat verder een vacuümvat 7. Het vacuümvat 7 staat meer gedetailleerd afgebeeld in figuur 2. Via een leiding 8 kan water uit de voorraadvat 2, vanaf de onderzijde van het rooster 6 aan het vacuümvat 7 worden toegevoerd. In het 30 vacuümvat 7 is een goot 9 aangebracht die onder een hoek is geplaatst met de horizontaal. Vanaf de linkerzijde in de figuur kan het water aan de goot worden toegevoerd, waarbij het naar het lager gelegen rechtergedeelte van de goot 9 zal stromen.The device 1 further comprises a vacuum vessel 7. The vacuum vessel 7 is shown in more detail in figure 2. Water can be supplied from the storage vessel 2 via a conduit 8 from the bottom of the grid 6 to the vacuum vessel 7. A gutter 9 is placed in the vacuum vessel 7 and is placed at an angle to the horizontal. From the left in the figure, the water can be supplied to the gutter, whereby the lower right-hand part of the gutter 9 will flow.
1 0 1 03 5 / 81 0 1 03 5/8
Aan de rechterzijde stroomt het water via een leiding 10 terug in de richting van de voorraadvat 2.On the right-hand side, the water flows back via a pipe 10 towards the storage tank 2.
In het vacuümvat 7 zijn koelhuizen 11 aangebracht waarin bijvoorbeeld ammoniak 5 verdampt. Het ammoniak kan worden aangevoerd en afgevoerd met behulp van de inrichting 12. Bovendien is het vacuümvat 7 voorzien van middelen voor het afzuigen van niet-condenseerbare gassen, zoals edelgassen. Deze inrichting is schematisch weergegeven met 13.Cold housings 11 are arranged in the vacuum vessel 7, in which for example ammonia 5 evaporates. The ammonia can be supplied and removed with the aid of the device 12. In addition, the vacuum vessel 7 is provided with means for extracting non-condensable gases, such as noble gases. This device is schematically represented by 13.
10 De afvoerleiding 10 die aan de rechterzijde van de goot 9 is bevestigd omvat ten minste een gedeelte dat onder een hoek geplaatst is dat aangegeven is met 14. Het gedeelte 14 vormt een houdbuis, waarin drukopbouw en buffering kan plaatsvinden. Aan de onderzijde van deze houdbuis is een drukmeter 15 aangebracht. Vanaf deze drukmeter wordt het water via een leiding 10 in de richting van een centrifugaalpomp 15 17 geleid met behulp waarvan het water terug kan worden gepompt via de leiding 10 naar de voorraadvat 2.The discharge pipe 10 which is attached to the right-hand side of the gutter 9 comprises at least a part which is placed at an angle, indicated by 14. The part 14 forms a holding tube, in which pressure build-up and buffering can take place. A pressure gauge 15 is arranged at the bottom of this holding tube. From this pressure gauge, the water is led via a pipe 10 in the direction of a centrifugal pump 15, with the aid of which the water can be pumped back via the pipe 10 to the storage vessel 2.
De inrichting 1 omvat verder een vat voor relatief warm water of ontdooiwaterbak 18. In deze ontdooiwaterbak wordt een zekere hoeveelheid water gehouden met een 20 relatief hoge temperatuur, van bijvoorbeeld 20°C. Het water in deze ontdooiwaterbak wordt gebruikt om de koelhuizen of de pijpenbundel 11 in het vacuümvat 7 periodiek te ontdooien. De ontdooiwaterbak 10 is met behulp van een leiding 19 aangesloten op de toevoerleiding 8 die loopt naar de goot 9 in het vacuümvat 7. Bovendien kan het retourwater van het vacuümvat 7 via de leiding 20 worden teruggetransporteerd naar 25 ontdooiwaterbak 18. Verder zijn ontdooiwaterbak 18 en het voorraadvat 2 met elkaar gekoppeld via een afsluitbare leiding 21.The device 1 further comprises a vessel for relatively warm water or defrosting water container 18. A certain amount of water is kept in this defrosting water container with a relatively high temperature, for instance of 20 ° C. The water in this defrosting water tray is used to periodically defrost the cold stores or the tube bundle 11 in the vacuum vessel 7. The defrost water container 10 is connected by means of a pipe 19 to the supply pipe 8 which runs to the gutter 9 in the vacuum vessel 7. In addition, the return water from the vacuum vessel 7 can be conveyed back via the pipe 20 to defrost water container 18. Furthermore, defrost water container 18 and the storage vessel 2 coupled together via a closable pipe 21.
De werking van de inrichting 1 volgens de onderhavige uitvinding is als volgt. In het vacuümvat 7 wordt een zeer lage druk aangebracht welke druk overeenkomt met de 30 verzadigingsdruk van het fluïdum uit de inrichting. Bij water ligt deze druk bij 6 mbar. Die druk van 6 mbar is gelijk aan de verzadigingsdruk van waterdamp bij 0°C. De afsluiters 31 en 32 die zijn ondergebracht in de leidingen 8 en 10 worden geopend. Vanuit het voorraadvat 2 wordt via de leiding 8 water toegevoerd met een i π Π S R 7 I U i u '-· O ‘ 9 temperatuur van bij benadering 0°C in de richting van de goot 9. Vanuit een doseer-opening (zie figuur 2) zal het water naar rechts over de goot 9 stromen door het vacuümvat 7. Als gevolg van een zeer lage druk in het vacuümvat 7 zal het water willen verdampen. Dat betekent dat aan de waterstroom verdampingswarmte wordt 5 onttrokken. Door het onttrekken van deze verdampingswarmte aan de waterstroom zal ijsvorming ontstaan in de waterstroming. Op deze manier wordt met een relatief lage hoeveelheid energie effectief ijs geproduceerd. Het water-ijsmengsel dat op deze manier in het vacuümvat 7 wordt gevormd zal via de goot 9 stromen in de richting van de afvoerleiding 10. De verdampingswarmte die wordt onttrokken aan de water-10 stroom over de goot 9 wordt uit het vacuümvat 7 afgevoerd door middel van de pijpenbundel 11. De waterdamp condenseert en bevriest of sublimeert op deze pijpen-bundel 11. Wanneer een maximaal toelaatbare ijslaagdikte op de pijpenbundel 11 is bereikt, wordt de bundel ontdooid. Het ontdooien van de pijpenbundel 11 wordt hieronder beschreven.The operation of the device 1 according to the present invention is as follows. A very low pressure is applied in the vacuum vessel 7, which pressure corresponds to the saturation pressure of the fluid from the device. With water, this pressure is 6 mbar. That pressure of 6 mbar is equal to the saturation pressure of water vapor at 0 ° C. The valves 31 and 32 housed in lines 8 and 10 are opened. Water is supplied from supply vessel 2 via line 8 with an i π Π SR 7 IU iu '- · O' 9 temperature of approximately 0 ° C in the direction of the gutter 9. From a metering opening (see figure 2 The water will flow to the right over the gutter 9 through the vacuum vessel 7. Due to a very low pressure in the vacuum vessel 7, the water will want to evaporate. This means that heat of evaporation is extracted from the water flow. By extracting this heat of evaporation from the water flow, ice will form in the water flow. In this way, ice is effectively produced with a relatively low amount of energy. The water-ice mixture thus formed in the vacuum vessel 7 will flow through the gutter 9 towards the discharge pipe 10. The heat of evaporation that is extracted from the water flow over the gutter 9 is discharged from the vacuum vessel 7 by by means of the pipe bundle 11. The water vapor condenses and freezes or sublimates on this pipe bundle 11. When a maximum permissible ice layer thickness on the pipe bundle 11 is reached, the bundle is thawed. Thawing of the tube bundle 11 is described below.
1515
Bij het vormen van ijs in de waterstroom in de goot 9 wordt bij voorkeur een ijsfrac-tie gevormd van 0 tot 10%. De reden om niet hoger te willen gaan dan 10% is dat een water-ijsmengsel met 10% ijs nog kan worden verpompt met behulp van een centrifugaalpomp. Een dergelijke centrifugaalpomp 17 is opgenomen in de retourlei-20 ding 10 die het waterijsmengsel terugleidt naar het voorraadvat.When ice is formed in the water flow in the trough 9, an ice fraction of 0 to 10% is preferably formed. The reason for not wanting to go higher than 10% is that a water-ice mixture with 10% ice can still be pumped using a centrifugal pump. Such a centrifugal pump 17 is included in the return line 10, which returns the water-ice mixture to the storage vessel.
De toevoer van de waterstroom aan het vacuümvat 7 gebeurt met behulp van een regelklep 34 die is opgenomen in de toevoerleiding 8 die het voorraadvat 2 verbindt met het vacuümvat 7. Het water wordt via de leiding 8 naar het vacuümvat 7 aange-25 zogen als gevolg van de onderdruk die heerst in het vacuümvat 7. De aansturing van de regelklep 34 vindt plaats door middel van drukmetingen. In de eerste plaats wordt de druk gemeten die heerst in het vacuümvat 7. Deze drukmeting wordt uitgevoerd door de drukmeter 35. De druk .die gemeten wordt in het vacuümvat 7 zal ook heersen in de afvoerleiding 10. Het water wordt na een vrije val door deze afvoerleiding 30 10 toegevoerd aan een houdbuis 14. Deze houdbuis 14 geldt als een bufferleiding. In de houdbuis 14 kan drukopbouw plaatsvinden. De druk die momentaan heerst in de houdbuis 14 wordt gemeten met behulp van de drukmeter 15. Wanneer nu blijkt dat de druk die gemeten wordt met behulp van de drukmeter 15 te hoog wordt, dan 1010857 10 wordt er te veel water afgevoerd door de afvoerleiding 10. Dat betekent dat de toevoer van water via de leiding 8 naar het vacuümvat 7 moet worden verminderd met behulp van de afsluiter 34. Wanneer de door de drukmeter 15 gemeten druk te laag wordt kan de watertoevoer via de leiding 8 worden vergroot. Op deze manier kan de 5 juiste dosering van het water aan de goot 9 met behulp van de leiding 8 gedurende de werking van de inrichting 1 worden gewaarborgd.The supply of the water flow to the vacuum vessel 7 is effected by means of a control valve 34, which is included in the supply line 8, which connects the storage vessel 2 to the vacuum vessel 7. The water is drawn in via the line 8 to the vacuum vessel 7, as a result of the negative pressure prevailing in the vacuum vessel 7. The control valve 34 is actuated by means of pressure measurements. First, the pressure prevailing in the vacuum vessel 7 is measured. This pressure measurement is carried out by the pressure gauge 35. The pressure measured in the vacuum vessel 7 will also prevail in the discharge pipe 10. After a free fall, the water is this discharge line 30 is supplied to a holding tube 14. This holding tube 14 is regarded as a buffer line. Pressure build-up can take place in the holding tube 14. The pressure that currently prevails in the holding tube 14 is measured with the aid of the pressure gauge 15. If it now appears that the pressure that is measured with the aid of the pressure gauge 15 becomes too high, then 1010857 10 too much water is discharged through the discharge pipe 10 This means that the supply of water via the line 8 to the vacuum vessel 7 must be reduced by means of the valve 34. When the pressure measured by the pressure gauge 15 becomes too low, the water supply via the line 8 can be increased. In this way the correct dosing of the water to the gutter 9 can be ensured by means of the pipe 8 during the operation of the device 1.
Vanuit de houdbuis 14 wordt het waterijsmengsel met behulp van een centrifugaal-pomp 17 in de richting van de voorraadvat 2 gepompt. Zoals gezegd zal het aandeel 10 ijs maximaal 10% bedragen. Voor verschillende toepassingen is het gewenst dat het ijs-watermengsel dat naar een koeltoepassing wordt toegevoerd via de leidingen 3, 4 een ijsfractie heeft van plusminus 20%. Dat kan worden bereikt door de aanwezigheid van de geperforeerde vloer of het rooster 6. Aan de bovenzijde van het rooster zal het ijs achterblijven terwijl aan de onderzijde van het rooster water kan worden 15 toegevoerd naar het vacuümvat 7. Door de scheiding van het ijs en het water door middel van het rooster 6 kan in de voorraadvat 2 een relatief hoge ijsfractie worden bereikt, terwijl uit de toevoerleiding 10 een waterijsmengsel wordt aangevoerd met een maximale ijsfractie van plusminus 10%.The water-ice mixture is pumped from the holding tube 14 in the direction of the storage vessel 2 by means of a centrifugal pump 17. As mentioned, the share of 10 ice cream will not exceed 10%. For various applications, it is desirable that the ice-water mixture supplied to a refrigeration application through lines 3, 4 has an ice fraction of approximately 20%. This can be achieved by the presence of the perforated floor or the grid 6. The ice will remain at the top of the grid, while water can be supplied to the vacuum vessel 7 at the bottom of the grid. By separating the ice and the water by means of the grid 6, a relatively high ice fraction can be achieved in the storage vessel 2, while a water ice mixture is supplied from the supply line 10 with a maximum ice fraction of approximately 10%.
20 Om er voor te zorgen dat er mooie ijskristallen ontstaan in de goot 9 in de waterstroom, kan in het waterhoudende fluïdum in het systeem een kiemvormer worden toegevoegd. Deze kiemvormer zorgt ervoor dat er bij de kristallisatie veel kiemen zijn voor ijsvorming, zodat geen schotsen ontstaan in de waterstroom, maar een groot aantal ijskristallen. De aanwezigheid van deze ijskristallen bevordert de koeleigen-25 schappen van het te maken waterijsmengsel. In het geval dat relatief zuiver water wordt toegevoerd aan het vacuümvat 7 zal dit water een temperatuur hebben van plusminus 0°C. Van dit water van 0°C is de verzadigingsdruk van de waterdamp 6 mbar. De pijpenbundel zal in dat geval op een temperatuur gehouden worden van enkele graden onder 0 bijvoorbeeld -2 of -5°C. Door aan het water bijvoorbeeld 30 zouten toe te voegen met behulp waarmee een vriespuntdaling wordt veroorzaakt, kan het temperatuurtraject waarbij ijsvorming plaats vindt naar keuze worden verplaatst.20 In order to ensure that beautiful ice crystals are formed in the gutter 9 in the water flow, a nucleating agent can be added to the water-containing fluid in the system. This nucleating agent ensures that during the crystallization there are many germs for ice formation, so that there are no shots in the water flow, but a large number of ice crystals. The presence of these ice crystals promotes the cooling properties of the water-ice mixture to be made. In the case that relatively pure water is supplied to the vacuum vessel 7, this water will have a temperature of approximately 0 ° C. The saturation pressure of the water vapor of this water at 0 ° C is 6 mbar. In that case the pipe bundle will be kept at a temperature of a few degrees below 0, for example -2 or -5 ° C. For example, by adding 30 salts to the water to cause a freezing point drop, the temperature range at which icing occurs can be moved optionally.
i 1010857 11i 1010857 11
Zoals gezegd zal de verdampingswarmte die wordt afgegeven door de waterstroom die loopt door de goot 9 worden afgevoerd met behulp van de pijpenbundel 11. Op de buitenzijde van deze pijpenbundel 11 zal waterdamp condenseren of bevriezen of sublimeren.As mentioned, the heat of evaporation released by the water flow passing through the gutter 9 will be removed by means of the pipe bundle 11. On the outside of this pipe bundle 11, water vapor will condense or freeze or sublimate.
55
Na verloop van tijd moet de pijpenbundel worden ontijsd. Hoe dikker de ijslaag hoe kleiner de warmteoverdracht zal zijn tussen het koude middel aan de binnenzijde van de pijpenbundel en de waterdamp aan de buitenzijde van de pijpenbundel. In het algemeen kan gezegd worden dat bij een schone pijpenbundel de warmteoverdracht 10 een orde groter is dan in het geval en een ijsaanslag op de buizen zit. Bij een schone bundel kan de warmte-overdracht 5000 W/m2K zijn, terwijl bij een aanslag van plusminus 2 mm ijs de warmteoverdracht nog slechts 500 W/m2K kan zijn.Over time, the pipe bundle must be de-iced. The thicker the ice layer, the smaller the heat transfer will be between the cold medium on the inside of the pipe bundle and the water vapor on the outside of the pipe bundle. In general, it can be said that with a clean pipe bundle the heat transfer 10 is an order greater than in the case and an ice deposit is on the pipes. With a clean beam, the heat transfer can be 5000 W / m2K, while with an attack of approximately 2 mm of ice, the heat transfer can only be 500 W / m2K.
In het geval van ontijzen van de pijpenbundel 11 wordt de volgende procedure ge-15 volgd. Voor het ontijzen worden de kleppen 30 en 33 geopend, en vervolgens de kleppen 31 en 32 gesloten. Dat betekent dat water uit het vat met relatief warm water aan het vacuümvat 7 wordt toegeoverd. Dit water met een relatief hoge temperatuur zal bij aankomst in de goot 9 gaan verdampen en condenseren op de ijslaag die is gevormd op de pijpenbundel 11. Hierdoor zal het ijs op de pijpenbundel 11 gaan 20 afsmelten en omlaag vallen in de goot. Dit mengsel van relatief warm water met daarin ijsbrokken wordt via de afsluiter 33 toegevoerd aan de ontdooiwaterbak 18.In case of de-icing the tube bundle 11, the following procedure is followed. Valves 30 and 33 are opened for deicing, and then valves 31 and 32 are closed. This means that water from the vessel with relatively warm water is supplied to the vacuum vessel 7. This water with a relatively high temperature will, upon arrival in the gutter 9, evaporate and condense on the ice layer formed on the pipe bundle 11. As a result, the ice on the pipe bundle 11 will melt and fall down in the gutter. This mixture of relatively warm water with ice chunks therein is supplied via the valve 33 to the defrosting water container 18.
Door het ontdooiproces zal de temperatuur van de ontdooiwaterbak 18, die voorafgaande aan het ontdooien bijvoorbeeld 20°C was kunnen teruglopen tot een niveau van enkele graden boven 0, bijvoorbeeld 5°C.The defrosting process will allow the temperature of the defrosting water tray 18, which was for example 20 ° C before defrosting, to drop to a level of a few degrees above 0, for example 5 ° C.
25 Tijdens het ontijzen van het vacuümvat 7 is het mogelijk om de temperatuur van het water dat wordt toegevoerd aan het vacuümvat 7 te regelen bijvoorbeeld met behulp van de drie-wegmengkraan 36 die is geplaatst bij de ontdooiwaterbak 18. Met behulp van deze drie-wegmengkraan kan aan het relatief warme water dat aan het vacuümvat 7 wordt toegevoerd bijvoorbeeld relatief koud water worden bijgemengd. - 30 ?During the de-icing of the vacuum vessel 7, it is possible to control the temperature of the water supplied to the vacuum vessel 7, for example with the aid of the three-way mixing valve 36 which is placed at the defrosting water basin 18. With the aid of this three-way mixing valve relatively cold water can for instance be added to the relatively warm water which is supplied to the vacuum vessel 7. - 30?
Na een hele werkwijze van het opstarten van de productie van vacuümijs tot en met het ontdooien van de pijpenbundel 11, zal het niveau van het water in de voorraadvat 2 enigszins zijn afgenomen. Deze afname wordt veroorzaakt door de waterdamp die 1010857 12 is bevroren aan de buitenzijde van de pijpenbundel 11, en die tijdens het ontdooipro-ces wordt toegevoerd aan de ontdooiwaterbak 18. Na afloop van het ontdooiproces kan deze afname van het watemiveau in de voorraadvat 2 weer worden goedgemaakt door de afsluiter 38 in de leiding 21 te openen. Op basis van communicerende vaten 5 zal het toegenomen niveau in de ontdooiwaterbak 18 teruglopen, waarbij het niveau in de voorraadvat 2 zal toenemen. Gedurende het hele proces zal ook water verloren kunnen gaan. Daarom zijn in de inrichting 1 ook middelen voorzien voor het suppleren van water. Deze middelen zijn schematisch aangegeven met verwijzigingscijfer 40.After a whole process from starting the production of vacuum ice to thawing the tube bundle 11, the level of the water in the storage vessel 2 will have decreased somewhat. This decrease is caused by the water vapor which is frozen 1010857 12 on the outside of the pipe bundle 11, and which is supplied during the defrosting process to the defrosting water tank 18. After the defrosting process, this decrease in the water level in the storage vessel 2 can again are made up for by opening the valve 38 in line 21. On the basis of communicating vessels 5, the increased level in the defrost water container 18 will decrease, the level in the storage vessel 2 increasing. Water may also be lost throughout the process. Therefore, means are also provided in the device 1 for supplementing water. These means are schematically indicated with reference numeral 40.
1010
Als hierboven al gezegd is is het voordelig om in de waterstroom die wordt toegevoerd aan het vacuümblad 7 een kiemvormer toe te voegen. Deze kiemvormer kan bestaan uit bijvoorbeeld NaCl, pekasol, of suiker. Deze kiemvormers kunnen worden toegevoerd in een massahoeveelheid van bijvoorbeeld 2%. Wanneer een kleine hoe-15 veelheid kiemvormer, bijvoorbeeld in de vorm van NaCl aan het water is toegevoerd kan ijs worden gemaakt bij een relatief hoge temperatuur van plusminus -2 tot -4°C. Zoals gezegd is het mogelijk om door het toevoeren van kiemvormers of zouten die een vriespuntdaling teweeg brengen is het mogelijk ijs te maken bij een lagere temperatuur van bijvoorbeeld -5 tot -10°C.As has already been stated above, it is advantageous to add a nucleating agent in the water flow which is supplied to the vacuum sheet 7. This nucleating agent can consist of, for example, NaCl, pekasol, or sugar. These nucleators can be supplied in a mass amount of, for example, 2%. When a small amount of nucleating agent, for example in the form of NaCl, has been supplied to the water, ice can be made at a relatively high temperature of approximately -2 to -4 ° C. As mentioned, it is possible to make ice at a lower temperature of, for example, -5 to -10 ° C by supplying nucleating agents or salts which cause a freezing point drop.
2020
In figuur 2 is een uitvoeringsvoorbeeld weergegeven van het vacuümvat 7 dat in de inrichting 1 volgens de onderhavige uitvinding kan worden gebruikt. Het vacuümvat 7 omvat een horizontaal geplaatste pijpenbundel 11. Door deze pijpenbundel 11 kan bijvoorbeeld ammoniak worden geleid dat in de pijpenbundel 11 zal verdampen. Het 25 vacuümvat 7 omvat ook middelen 13 voor het afvoeren van niet-condenseerbare gassen, zoals inerte gassen. In het vacuümvat 7 is een goot 9 aangebracht waar het water doorheen geleid kan worden. Het water wordt aangevoerd met behulp van een toevoerleiding 8. De aanvoer zal zoals gezegd plaats vinden door het feit dat in het vat 7 een zeer lage druk heerst. De goot 9 zal onder een hoek geplaatst zijn met de 30 horizontaal. Deze hoek kan bijvoorbeeld 4° bedragen. De goot 9 zal aan de bovenzijde open zijn. Dit heeft als voordeel dat bij het ontijzen van de pijpenbundel 11 het ijs van de pijpenbundel 11 omlaag kan vallen in de goot 9 en met behulp van de afvoer-leiding 10 uit het vacuümvat 7 kan worden afgevoerd. De afvoerleiding 10 is met 1 o 1 OB 57 13 behulp van een flensverbinding 50 verbonden aan het laagst gelegen gedeelte van de goot 9. De wand van het vacutimvat 7 kan worden voorzien van een kijkglas. In figuur 2 zijn twee kijkglazen 51 afgebeeld. Voor onderhoudswerkzaamheden en dergelijke is het voordelig wanneer het vacuümvat 7 kan worden geopend. In de in 5 figuur afgebeelde rechterzijde is daarom voorzien in een deur 52. Deze deur 52 is aan de wand van het vacuümvat 7 bevestigd met behulp van een scharnier 53. Voor het openen van de deur 52 is een handvat 54 aangebracht.Figure 2 shows an exemplary embodiment of the vacuum vessel 7 which can be used in the device 1 according to the present invention. The vacuum vessel 7 comprises a horizontally positioned pipe bundle 11. Ammonia, which will evaporate in the pipe bundle 11, can be passed through this pipe bundle 11, for example. The vacuum vessel 7 also includes means 13 for discharging non-condensable gases, such as inert gases. A trough 9 is arranged in the vacuum vessel 7, through which the water can be passed. The water is supplied by means of a supply pipe 8. As said, the supply will take place due to the fact that very low pressure prevails in vessel 7. The gutter 9 will be angled horizontally. This angle can be, for example, 4 °. The gutter 9 will be open at the top. This has the advantage that when the pipe bundle 11 is de-iced, the ice from the pipe bundle 11 can fall down into the gutter 9 and can be discharged from the vacuum vessel 7 by means of the discharge pipe 10. The discharge pipe 10 is connected to 1 0 1 DB 57 13 by means of a flange connection 50 at the lowest part of the gutter 9. The wall of the vacutim vessel 7 can be provided with a sight glass. Two sight glasses 51 are shown in figure 2. For maintenance work and the like it is advantageous if the vacuum vessel 7 can be opened. In the right-hand side shown in Figure 5, a door 52 is therefore provided. This door 52 is fixed to the wall of the vacuum vessel 7 by means of a hinge 53. A handle 54 is provided for opening the door 52.
Met behulp van het vacuümvat 7 volgens de onderhavige uitvinding kan relatief 10 efficiënt ijs worden gevormd. Eén van de oorzaken daarvan is mede dat de waterstroom die wordt geleid door de goot 9 geen contact maakt met de wand van het vacuümvat 7. Dat betekent dat de warmte-uitwisseling tussen de waterstroom in de goot 9 en de omgevingslucht zeer gering is. Dat heeft mede tot gevolg dat de wand van het vacuümvat 7 relatief dun gehouden kan worden. Uit isolatie-overwegingen 15 hoeft de wand 7 niet van een isolatielaag te worden voorzien. De wanddikte wordt bepaald door sterktetechnische overwegingen.Ice can be formed relatively efficiently with the aid of the vacuum vessel 7 according to the present invention. One of the causes of this is partly that the water flow which is guided through the gutter 9 does not make contact with the wall of the vacuum vessel 7. This means that the heat exchange between the water flow in the gutter 9 and the ambient air is very small. This also has the consequence that the wall of the vacuum vessel 7 can be kept relatively thin. For reasons of insulation 15, the wall 7 does not have to be provided with an insulation layer. The wall thickness is determined by strength engineering considerations.
Uit figuur 2 blijkt dat de toevoerleiding 8 aan de bovenzijde daarvan uitmondt in een "brievenbusachtige" toevoeropening 55. Met behulp van deze brievenbusachtige 20 toevoeropening wordt bereikt dat een dunne film water in de goot 9 kan worden toegevoerd. De waterstroom wordt vanuit de toevoerleiding 8 niet golfsgewijs of iets dergelijks maar relatief continu aan de goot toegevoerd.It can be seen from figure 2 that the supply line 8 at the top thereof opens into a "letterbox-like" supply opening 55. With the aid of this letterbox-like supply opening it is achieved that a thin film of water can be supplied into the trough 9. The water flow from the supply line 8 is not supplied in a wave-like manner or the like, but relatively continuously to the gutter.
In figuur 3 is een dwarsdoorsnede weergegeven van één van de buizen uit de pijpen-25 bundel 11. De buitenzijde van de pijpen van de pijpenbundel 11 kunnen zijn voorzien van ribben 60. Door deze ribben 60 wordt het buitenoppervlak van de pijpen van de pijpenbundel 11 vergroot. Zoals hierboven al is aangegeven zal door ijsgroei op de buitenwand van de buitenbundel 11 de warmte-overdracht tussen het koelmiddel aan de binnenzijde van de pijpen en de waterdamp die op de pijpen moet bevriezen 30 afnemen. Door het vergroten van het buitenoppervlak van de pijpen van de pijpen bundel 11 met behulp van de ribben 60 kan worden bereikt dat het vacuümvat 7 gedurende een relatief lange tijd kan worden gebruikt, voordat het ijs dat is aangegroeid op de buitenzijde van de pijpen 11 moet worden verwijderd.Figure 3 shows a cross-section of one of the pipes from the pipe bundle 11. The outside of the pipes of the pipe bundle 11 can be provided with ribs 60. These ribs 60 provide the outer surface of the pipes of the pipe bundle 11 increases. As indicated above, ice growth on the outer wall of the outer bundle 11 will decrease the heat transfer between the coolant on the inside of the pipes and the water vapor which must freeze on the pipes. By increasing the outer surface of the pipes of the pipe bundle 11 with the aid of the ribs 60, it can be achieved that the vacuum vessel 7 can be used for a relatively long time, before the ice that has grown on the outside of the pipes 11 has to be be removed.
1010357 141010357 14
Wanneer het vacuümvat dat is afgebeeld in figuur 2 wordt gebruikt voor een toepassing van een vacuüminstallatie van 25 kW kan een vacuümvat worden gebruikt met een totale horizontale lengte van plusminus 3500 mm. De diameter van het vat zou 1100 mm kunnen bedragen. In het vat zou een pijpenbundel kunnen worden ge-5 plaatst, waarbij de pijpen een diameter zouden hebben van 25 mm. De koelribben aan de buitenzijde van de pijpen kunnen een diameter hebben van 45 mm en een dikte van 1 mm.When the vacuum vessel shown in Figure 2 is used for a 25 kW vacuum installation application, a vacuum vessel having a total horizontal length of approximately 3500 mm may be used. The diameter of the vessel could be 1100 mm. A bundle of pipes could be placed in the vessel, the pipes having a diameter of 25 mm. The cooling fins on the outside of the pipes can have a diameter of 45 mm and a thickness of 1 mm.
In het gebruik van een dergelijke installatie van 25kW kan een voorraadvat gebruikt 10 worden met een diameter van 1000 mm en een hoogte van 1200 mm. De bijbehorende ontdooiwaterbak van 650 mm en een hoogte van 1200 mm.In the use of such a 25 kW installation, a storage vessel 10 having a diameter of 1000 mm and a height of 1200 mm can be used. The corresponding defrost water tray of 650 mm and a height of 1200 mm.
Het vacuümijs dat volgens de onderhavige uitvinding met de onderhavige inrichting kan worden gemaakt kan met voordeel worden gebruikt voor tal van koelmethoden 15 en processen. In de eerste plaats heeft het water-ijsmengsel een hoge warmte-over-drachtscoëfficiënt. Dat heeft onder meer te maken met de lage viscositeit van het waterijsmengsel. Daardoor zal de grenslaag die zich opbouwt tussen een transport-kanaal en de vloeistof relatief dun zijn. In de tweede plaats zal in de grenslaag geen warmtetraject worden gevormd. Bij het toevoeren van warmte aan een water-ijsmeng-20 sel zal de temperatuur in hoofdzaak niet toenemen. Wel zal de ijsfractie in het water-ijsmengsel afnemen.The vacuum ice that can be made with the present device according to the present invention can be advantageously used for many cooling methods and processes. First, the water-ice mixture has a high heat transfer coefficient. This is partly due to the low viscosity of the water-ice mixture. As a result, the boundary layer that builds up between a transport channel and the liquid will be relatively thin. Secondly, no heat trajectory will be formed in the boundary layer. When heat is applied to a water-ice mixture, the temperature will substantially not increase. However, the ice fraction in the water-ice mixture will decrease.
Een bijkomend voordeel van het gebruik van water-ijsmengsels als koelmiddel is dat deze relatief ongevaarlijk zijn. Bijvoorbeeld in de voedingsmiddelenindustrie is dat 25 een belangrijk voordeel. Ook is het water-ijsmengsel niet corrosief.An additional advantage of using water-ice mixtures as a coolant is that they are relatively harmless. This is an important advantage in the food industry, for example. Also, the water-ice mixture is not corrosive.
Een bijkomend voordeel is dat het waterijsmengsel kan dienen als koudebuffer. In de praktijk betekent dat op de momenten dat er een piekvraag is aan koude de ijsfractie in het waterijsmengsel zal teruglopen. Wanneer de koudevraag weer wat lager is zal 30 de hoeveelheid ijs in het waterijsmengsel weer kunnen toenemen. Dat betekent onder meer dat een relatief kleine koelinstallatie kan worden gebruikt waarbij in het koude-middel zelf de buffering plaats vindt en de installatie niet hoeft te worden afgemeten op de piekbelasting aan koude die af en toe wordt gevraagd.An additional advantage is that the water-ice mixture can serve as a cold buffer. In practice, at times when there is a peak demand for cold, the ice fraction in the water-ice mixture will decrease. When the cold demand is somewhat lower again, the amount of ice in the water-ice mixture can increase again. This means, among other things, that a relatively small cooling installation can be used, where buffering takes place in the refrigerant itself and the installation does not have to be measured against the peak load of cold that is occasionally requested.
1010857 i1010857 i
Claims (14)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1010857A NL1010857C2 (en) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | Method and device for making a water-ice mixture. |
| EP99962582A EP1144926A1 (en) | 1998-12-21 | 1999-12-21 | Method and installation for making a water/ice mixture |
| PCT/NL1999/000790 WO2000037865A1 (en) | 1998-12-21 | 1999-12-21 | Method and installation for making a water/ice mixture |
| AU18988/00A AU1898800A (en) | 1998-12-21 | 1999-12-21 | Method and installation for making a water/ice mixture |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1010857 | 1998-12-21 | ||
| NL1010857A NL1010857C2 (en) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | Method and device for making a water-ice mixture. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1010857C2 true NL1010857C2 (en) | 2000-06-23 |
Family
ID=19768345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1010857A NL1010857C2 (en) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | Method and device for making a water-ice mixture. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1144926A1 (en) |
| AU (1) | AU1898800A (en) |
| NL (1) | NL1010857C2 (en) |
| WO (1) | WO2000037865A1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1014202C2 (en) * | 2000-01-27 | 2001-07-30 | Solutherm B V | Method and device for producing an ice-water mixture. |
| NL1017722C2 (en) | 2001-03-28 | 2002-10-01 | Solutherm B V | Method and device for removing an ice / water mixture from a container via a drain. |
| JP5871548B2 (en) * | 2011-10-05 | 2016-03-01 | 高砂熱学工業株式会社 | Ice making stability method and ice making apparatus |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2100151A (en) * | 1933-12-16 | 1937-11-23 | Ig Farbenindustrie Ag | Apparatus for producing ice |
| US2826045A (en) * | 1954-10-29 | 1958-03-11 | Dow Chemical Co | Freezing apparatus |
| WO1982003679A1 (en) * | 1981-04-13 | 1982-10-28 | Villadsen Vagn Hovgaard | A method and a system for production of loose ice at large capacity |
| NL8200922A (en) * | 1982-03-05 | 1983-10-03 | Tno | HEAT PUMP. |
| US4845954A (en) * | 1987-06-10 | 1989-07-11 | Stal Refrigeration Ab | Method and device for the manufacture of an ice slurry |
| JPH10227549A (en) * | 1997-02-12 | 1998-08-25 | Nkk Corp | Vacuum ice-making machine |
| NL1005540C2 (en) * | 1997-03-14 | 1998-09-18 | Doomernik Ice B V | Condensing water from contaminating process |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2485169B1 (en) * | 1980-06-20 | 1986-01-03 | Electricite De France | IMPROVEMENTS ON HOT WATER SUPPLY INSTALLATIONS INCLUDING A THERMODYNAMIC CIRCUIT |
| DK311883A (en) * | 1983-07-06 | 1985-01-07 | Vagn Hovgaard Villadsen | PROCEDURE AND ESTABLISHMENT FOR THE BUILDING OF A LATER FOR LATER COOLING TO AN EXTERNAL COOLING CIRCUIT |
| NL1006921C2 (en) * | 1997-09-02 | 1999-03-04 | Fri Jado Bv | Device for preparing slurry ice |
-
1998
- 1998-12-21 NL NL1010857A patent/NL1010857C2/en not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-12-21 AU AU18988/00A patent/AU1898800A/en not_active Abandoned
- 1999-12-21 WO PCT/NL1999/000790 patent/WO2000037865A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-12-21 EP EP99962582A patent/EP1144926A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2100151A (en) * | 1933-12-16 | 1937-11-23 | Ig Farbenindustrie Ag | Apparatus for producing ice |
| US2826045A (en) * | 1954-10-29 | 1958-03-11 | Dow Chemical Co | Freezing apparatus |
| WO1982003679A1 (en) * | 1981-04-13 | 1982-10-28 | Villadsen Vagn Hovgaard | A method and a system for production of loose ice at large capacity |
| NL8200922A (en) * | 1982-03-05 | 1983-10-03 | Tno | HEAT PUMP. |
| US4845954A (en) * | 1987-06-10 | 1989-07-11 | Stal Refrigeration Ab | Method and device for the manufacture of an ice slurry |
| JPH10227549A (en) * | 1997-02-12 | 1998-08-25 | Nkk Corp | Vacuum ice-making machine |
| NL1005540C2 (en) * | 1997-03-14 | 1998-09-18 | Doomernik Ice B V | Condensing water from contaminating process |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 098, no. 013 30 November 1998 (1998-11-30) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2000037865A1 (en) | 2000-06-29 |
| AU1898800A (en) | 2000-07-12 |
| EP1144926A1 (en) | 2001-10-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4401449A (en) | Slush ice maker | |
| US2133521A (en) | Ice making apparatus | |
| US4474031A (en) | Heatpump | |
| CN104006594B (en) | Ice machine for making tube ice that fresh water/sea water is dual-purpose and ice making technique thereof | |
| JP2018021745A (en) | Quick freezing method and quick freezing equipment | |
| NL1010857C2 (en) | Method and device for making a water-ice mixture. | |
| CA1145962A (en) | Method of refrigeration and a refrigeration system | |
| US4321802A (en) | Ice and water-making refrigeration apparatus | |
| US2461636A (en) | Self-defrosting refrigeration system | |
| US4185467A (en) | Icemaker liquid refrigerant defrost system | |
| CA1195130A (en) | Slush ice maker | |
| CN113518656B (en) | Method and device for separating a gas mixture comprising diborane and hydrogen | |
| EP1711244B1 (en) | Continuous method for partially crystallising a solution and a device for carrying out said method | |
| US3220213A (en) | Freezer with intermediate refrigerant means for receiving and discharging heat | |
| Llewelyn | A significant advance in defrost control | |
| US2000440A (en) | Refrigerating apparatus | |
| CN203857723U (en) | Fresh water/seawater dual-purpose tubular ice making machine | |
| RU2067269C1 (en) | Method of defrosting refrigerating chamber batteries | |
| KR101700517B1 (en) | A drum type ice maker including an ice-making raw material supply fan refrigeration system | |
| RU2299385C1 (en) | Vacuum drying apparatus and vacuum drying method | |
| RU2812110C1 (en) | Unit for layered freezing and use of natural ice in milk cooling | |
| US1065829A (en) | Apparatus for concentrating solutions. | |
| SU1721431A1 (en) | Method of descaling heating surface of heat exchange apparatus | |
| JPH07104088B2 (en) | Ice storage device for ice heat storage | |
| KR960002257B1 (en) | Apparatus and method for water clarification by ice manufacture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| SD | Assignments of patents |
Owner name: YORK REFRIGERATION APS |
|
| VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20060701 |