一种融冰过程中蓄冰盘管与冰环接触的内融冰蓄冰装置

摘要

本实用新型公开了一种融冰过程中蓄冰盘管与冰环接触的内融冰蓄冰装置。该蓄冰装置包括蓄冰盘管模块、框架、隔板和加热元件。蓄冰盘管模块和隔板均安装在框架内。蓄冰盘管模块中的若干根蓄冰盘管由隔板中通孔支撑。每块隔板上均安装有加热元件。加热元件用于加热隔板，使得冰环上与隔板连接的部分融化。加热元件包括并联的多段电热丝。任意两根相邻的蓄冰盘管之间均设置有若干根电热丝。本实用新型通过在隔条和框架上加电热丝的方式，使得冰块与隔条和框架的粘连处会迅速融化，此时连续的冰环被隔条和框架切成若干段。融冰开始后，冰环内部形成水环，冰环可无阻碍地上浮与蓄冰盘管接触，保证融冰速率和出水温度。

说明书

技术领域

本实用新型属于蓄冷设备技术领域，具体涉及一种融冰过程中蓄冰盘管与冰环保持接触的内融冰蓄冰装置。

背景技术

目前，盘管式蓄冰装置均采用不完全冻结式。制冰结束时，蓄冰盘管外壁结冰，蓄冰盘管之间仍有液态水存在，即不完全冻结。该种形式可以保证在融冰时，冰环能顺利上浮接触管壁，达到持续稳定释冷的效果。然而，该效果仅在理想情况下才能实现。如图1所示，实际使用的蓄冰盘管不可避免需要利用结构件来固定支撑用于结冰的蛇形盘片，结构件分隔条3和框架两部分；其中，隔条3使用圆孔卡住盘片，使其呈一定间距排列，框架起到承重的作用。制冰时，盘片外侧生长的冰环会粘连在这些结构件上。融冰时，冰环内部出现水环，由于浮力作用本该上浮，但因为冰环粘连在结构件上，无法顺利上浮。金属结构件虽能导热，将粘连处融化，但因为载冷剂回水温度不高，一般为11-12℃，沿结构件向远端传递的热量有限，需要到融冰后期粘连处才能全部融化，冰环上浮与蓄冰盘管接触。在融冰前中期，水环不断增大，热阻增大，融冰速率下降，出水温度升高。直到融冰后期，冰环顺利上浮，融冰速率回升，但此时冰量已十分有限，融冰很快结束，融冰速率又再次下降。综上所述，现有内融冰蓄冰装置因为结构设计上不可避免的问题，导致融冰阶段开始后的很长一段时间内，冰环无法顺利上浮，融冰速率和出水温度无法保证，限制了现有内融冰蓄冰装置的应用。因此，急需设计一种使冰环能顺利上浮不会受隔条粘连的内融冰蓄冰装置，以提升融冰速率，减少能源损耗。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种融冰过程中蓄冰盘管与冰环保持接触的内融冰蓄冰装置。

一种融冰过程中蓄冰盘管与冰环接触的内融冰蓄冰装置，包括蓄冰盘管模块、框架、隔板和加热元件。蓄冰盘管模块和隔板均安装在框架内。蓄冰盘管模块中的若干根蓄冰盘管由隔板中通孔支撑。每块隔板上均安装有加热元件。加热元件用于加热隔板，使得冰环上与隔板连接的部分融化。

作为优选，所述的加热元件包括并联的多段电热丝。任意两根相邻的蓄冰盘管之间均设置有若干根电热丝。

作为优选，每根电热丝的长度方向平行于同一蓄冰盘管中各直线段的排列方向。

作为优选，所述的电热丝直径为1mm～10mm。

作为优选，每块隔板均仅有其中一个侧面设置有加热元件。

作为优选，所述的框架也安装有加热元件。

作为优选，该融冰过程中蓄冰盘管与冰环接触的内融冰蓄冰装置还包括供电组件和继电器。加热元件的供电接口与供电组件通过继电器连接。

作为优选，所述的蓄冰盘管模块是由多根蛇型的蓄冰盘管交错排列组成。每根蓄冰盘管均穿过依次间隔排列的多块隔板上的对应通孔。

作为优选，所述的隔板由依次焊接在一起的多根隔条组成。隔板上的通孔均由相邻的两根隔条上的半圆形缺口拼接形成。

作为优选，所述的框架包括顶架和底架。依次等间距排列的多块隔板均竖直固定在框架的顶架与底架之间。

本实用新型具有以下有益效果。

本实用新型通过在隔板和框架上增设加热元件的方式，在供冷的初始阶段加热隔板，使得冰环与隔板、框架的粘连处融化，避免冰环内部融化后无法上浮的问题出现，使得冰环能够与蓄冰盘管保持接触，提高了融冰速率，保证了出水温度在预设范围内。

附图说明

图1为现有内融冰装置在供冷过程中的冰环与蓄冰盘管之间相对位置的示意图。

图2为本实用新型中的加热模块在隔板上的安装示意图。

图3为本实用新型在蓄冰盘管上结出冰环时的示意图。

图4为本实用新型中加热模块将隔板两侧冰区融化过程的剖面示意图。

图5为本实用新型中加热模块将隔板两侧冰区融化过程的立体示意图。

附图标记：1-蓄冰盘管模块；2-框架；3-隔条；4-电热丝；5-交流或直流电源；6-冰环；7-载冷剂；8-水体。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进一步说明。

如图2和图3所示，一种融冰过程中蓄冰盘管与冰环接触的内融冰蓄冰装置，包括蓄冰盘管模块1、框架2、隔板和加热模块。蓄冰盘管模块1是由多根蛇型的蓄冰盘管交错排列组成。每根蓄冰盘管均穿过依次间隔排列的多块隔板上的对应通孔。隔板由依次焊接在一起的多根隔条3组成。隔板上的通孔均由相邻的两根隔条3上的半圆形缺口拼接形成。通过对蓄冰盘管通入低温或高温的载冷剂7（如乙二醇），对水体8进行降温结冰或融冰供冷，实现蓄冰和供冷的控制。

框架2包括顶架和底架。依次等间距排列的多块隔板均竖直固定在框架2的顶架与底架之间。蓄冰盘管由隔板支撑。隔板能够避免因蓄冰盘管震动位移导致产品质量问题。

加热模块包括供电组件、继电器和加热元件。加热元件的供电接口与供电组件通过继电器连接。继电器由控制器进行控制。控制器采用单片机。本实施例中供电组件采用输出电压为24V～240V的交流或直流电源5；输入供电组件的电能来自于市电。

每块隔板上均设置有加热元件。加热元件通电时产生的热量使得隔板的温度升高，从而使得连接隔板的冰区融化，避免冰环与隔板冻结在一起，导致冰环在内融冰过程中无法上浮与蓄冰盘管接触。

本实施例中，加热元件包括并联的多段电热丝4。任意两根相邻的蓄冰盘管之间均设置有若干根电热丝4。每根电热丝4的长度方向平行于同一蓄冰盘管中各直线段的排列方向。电热丝4采用铁铬铝合金或镍铬合金或电热PTC材料。

作为一种进一步优化的技术细节，每块隔板均仅有其中一个侧面设置有加热元件。由于隔板为导热性能良好的金属材料，故其只需要单侧设置加热元件即可保证隔板两侧的冰区均得到融化，从而降低了加热模块的成本。电热丝4粘贴在隔板上。

作为一种进一步优化的技术细节，框架2也粘贴有电热丝4。

作为一种进一步优化的技术细节，电热丝4直径为1mm～10mm，发热温度在30℃～200℃。

本实用新型的工作原理具体如下：制冰过程中，随着蓄冰盘管模块1内蓄冰盘管周围的水逐渐结冰，蓄冰盘管外侧生长的冰环6会粘连在隔条3上；融冰过程中，冰环6内部出现水环，在浮力作用下本该上浮，但因为冰环6粘连在隔条3上，无法顺利上浮。

针对这一问题，在开始融冰供冷过程中，隔条3上的电热丝4开始加热，根据金属的导热性，隔条3的板体温度逐渐升高，使得粘连在隔条3上的冰环6两端融化，并与隔条3分离；此时，由于冰的密度比水小，冰环6上浮，保证冰环6的内环底部与蓄冰盘管一直保持接触的状态，提高冰环与蓄冰盘管之间的换热效率，具体过程如图4和图5所示。