本發(fā)明涉及熱交換裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有制冰功能的熱源塔裝置及方法。

背景技術(shù)：

國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃綱要中明確指出，應(yīng)將“建筑節(jié)能和綠色建筑”作為優(yōu)先主題，重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)建筑節(jié)能技術(shù)與設(shè)備。我國(guó)長(zhǎng)江中下游區(qū)域(夏熱冬冷地區(qū))夏季炎熱，冬季濕冷，全年潮濕，建筑空調(diào)能耗大，熱源塔熱泵系統(tǒng)就是在夏熱冬冷地區(qū)特有的氣候特征及現(xiàn)有的國(guó)家節(jié)能政策下迅速發(fā)展出來(lái)的。其在夏季按照常規(guī)的水冷冷水機(jī)組制冷模式運(yùn)行，而在冬季冷卻塔轉(zhuǎn)化為吸熱設(shè)備—熱源塔運(yùn)行，塔中循環(huán)防凍液從空氣中吸收熱量，熱泵機(jī)組冷凝器為用戶(hù)提供熱量，是一種極其適合夏熱冬冷地區(qū)的節(jié)能性熱泵系統(tǒng)。

熱源塔在冬季作為吸熱設(shè)備，從空氣中吸收熱量，如何提高熱源塔換熱性能，成為相關(guān)研究人員的重點(diǎn)。東南大學(xué)提出采用預(yù)凝式熱源塔，提出在溶液進(jìn)入熱源塔之前采用翅片管換熱器先進(jìn)行預(yù)熱、提高換熱量，減少水分進(jìn)入熱源塔的量。另外不少專(zhuān)家對(duì)熱源塔和冷卻塔換熱特性進(jìn)行對(duì)比分析，提出擴(kuò)大熱源塔換熱面積、同時(shí)采用變流量噴頭實(shí)現(xiàn)盡可能在大負(fù)荷變化工況下?lián)Q熱面積最大。

本專(zhuān)利則根據(jù)熱源塔換熱過(guò)程中進(jìn)出口溶液溫度低于0℃的特性，提出了一種具有制冰功能的熱源塔裝置及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種具有制冰功能的熱源塔裝置及方法，利用水相變凝固為冰的特性，將水包裹在軟性可膨脹的塑料中，塑料球中的水與溶液換熱，實(shí)現(xiàn)溶液溫度的升高。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

一種具有制冰功能的熱源塔裝置，包括熱源塔系統(tǒng)和制冰系統(tǒng)，所述熱源塔系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)、噴頭、填料層和儲(chǔ)液槽，所述制冰系統(tǒng)包括輸送電機(jī)、活動(dòng)繩、固定桿、活動(dòng)桿和儲(chǔ)冰槽；所述風(fēng)機(jī)安裝于熱源塔塔頂，在熱源塔上部設(shè)有液體進(jìn)口，所述液體進(jìn)口通過(guò)管路連接風(fēng)機(jī)下側(cè)的噴頭；所述熱源塔的中部區(qū)域?yàn)樘盍蠈樱鎏盍蠈酉虏颗c熱源塔塔底的儲(chǔ)液槽相連通，所述儲(chǔ)液槽底部設(shè)有液體出口；所述熱源塔側(cè)壁設(shè)有輸送口，在熱源塔裝置內(nèi)設(shè)有左輸送電機(jī)和右輸送電機(jī)，所述左輸送電機(jī)和右輸送電機(jī)分別通過(guò)左活動(dòng)繩和右活動(dòng)繩連接固定桿的兩端，在所述固定桿上設(shè)有平行于固定桿并可沿固定桿滑動(dòng)的活動(dòng)桿，所述活動(dòng)桿上沿桿體均勻的設(shè)有若干掛槽，所述活動(dòng)桿及活動(dòng)桿掛槽上懸掛的小球通過(guò)輸送口進(jìn)出熱源塔裝置。

進(jìn)一步的，所述固定桿和活動(dòng)桿通過(guò)所述左輸送電機(jī)和右輸送電機(jī)上下移動(dòng)，所述固定桿和活動(dòng)桿上移至輸送口處時(shí)，所述固定桿和活動(dòng)桿的右側(cè)高、左側(cè)低。

進(jìn)一步的，在所述輸送口外側(cè)下方設(shè)有儲(chǔ)冰槽。

進(jìn)一步的，所述活動(dòng)桿上設(shè)有一端連接掛槽的掛鉤，所述掛鉤的另一端連接在設(shè)有掛孔或掛柄的小球上。

進(jìn)一步的，所述小球?yàn)檐浶运芰锨颉?/p>

采用上述熱源塔裝置制冰的方法，熱源塔換熱過(guò)程為：從液體進(jìn)口進(jìn)入熱源塔的低溫溶液通過(guò)噴頭噴入熱源塔填料層中，在填料層中空氣與溶液進(jìn)行熱質(zhì)交換，溶液溫度升高，熱質(zhì)交換后溶液流入儲(chǔ)液槽，儲(chǔ)液槽內(nèi)的小球在溶液中制冰，最后溶液通過(guò)液體出口流出熱源塔。

其中，制冰過(guò)程為：

(1)制冰過(guò)程：通過(guò)輸送電機(jī)下降固定桿和活動(dòng)桿，將裝有水的小球浸入熱源塔儲(chǔ)液槽底部，小球內(nèi)的水釋放熱量給儲(chǔ)液槽內(nèi)的低溫溶液，小球內(nèi)的水凝固成為固態(tài)冰；

(2)取冰過(guò)程：左輸送電機(jī)、右輸送電機(jī)分別拉動(dòng)固定桿和活動(dòng)桿兩端的活動(dòng)繩，將活動(dòng)桿上凝固的冰球拉至輸送口處，且使活動(dòng)桿右側(cè)高、左側(cè)低；

(3)移冰過(guò)程：通過(guò)左、右兩側(cè)高度差，使活動(dòng)桿沿固定桿滑動(dòng)，活動(dòng)桿攜帶冰球從輸送口處移出熱源塔；

(4)儲(chǔ)冰過(guò)程：取下掛在活動(dòng)桿上的冰球，冰球落入下方的儲(chǔ)冰槽中；

重新在活動(dòng)桿上掛上裝有水的小球，將小球通過(guò)活動(dòng)桿運(yùn)送至儲(chǔ)液槽中，重復(fù)進(jìn)行上述制冰過(guò)程。

其中，所述低溫溶液為冰點(diǎn)低于零度的載體介質(zhì)。所述儲(chǔ)液槽內(nèi)的溶液溫度為-5℃以下。

本發(fā)明利用水在0℃會(huì)發(fā)生相變并凝固為冰的特性，將水包裹在軟性可膨脹的塑料中實(shí)現(xiàn)其與溶液隔離，并通過(guò)活動(dòng)桿、固定桿將水球放置熱源塔溶液槽底。通過(guò)塑料球中的水與溶液換熱，實(shí)現(xiàn)溶液溫度的升高。一方面可以實(shí)現(xiàn)提高熱源塔出口溶液溫度提高換熱效果的目的，另一方面，軟性塑料中所產(chǎn)生的冰可以用于娛樂(lè)場(chǎng)所、廚房等短時(shí)間高密度熱流的場(chǎng)所。

本發(fā)明的有益效果是：

第一、具有制冰功能的熱源塔裝置，可以實(shí)現(xiàn)將軟性塑料球中水的熱量釋放的低溫溶液中，提高熱源塔出口溶液溫度，提高熱源塔換熱效率。

第二、具有制冰功能的熱源塔裝置，通過(guò)低溫溶液實(shí)現(xiàn)軟性塑料小球中的液態(tài)水冷凝為固態(tài)冰，使得熱源塔具有制冰的能力，固態(tài)冰可用于餐飲、娛樂(lè)等高熱流密度的場(chǎng)所。

第三、具有制冰功能的熱源塔裝置，采用左右輸送電機(jī)和活動(dòng)繩自動(dòng)實(shí)現(xiàn)冰球獲取和移出熱源塔，實(shí)現(xiàn)制冰過(guò)程較為方便。

附圖說(shuō)明

圖1：本發(fā)明的熱源塔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-熱源塔系統(tǒng)，2-制冰系統(tǒng)，3-風(fēng)機(jī)，4-噴頭，5-填料層，6-左輸送電機(jī)，7-右輸送電機(jī)，8-左活動(dòng)繩，9-右活動(dòng)繩，10-固定桿，11-活動(dòng)桿，12-儲(chǔ)冰槽，13-儲(chǔ)液槽，14-液體進(jìn)口，15-液體出口，16-輸送口，17-小球。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

一種具有制冰功能的熱源塔裝置，包括熱源塔系統(tǒng)1和制冰系統(tǒng)2，所述熱源塔系統(tǒng)1包括風(fēng)機(jī)3、噴頭4、填料層5和儲(chǔ)液槽13；所述制冰系統(tǒng)2包括輸送電機(jī)、活動(dòng)繩、固定桿10、活動(dòng)桿11和儲(chǔ)冰槽12；所述風(fēng)機(jī)3安裝于熱源塔塔頂，在熱源塔上部設(shè)有液體進(jìn)口14，所述液體進(jìn)口14通過(guò)管路連接風(fēng)機(jī)3下側(cè)的噴頭4；所述熱源塔的中部區(qū)域?yàn)樘盍蠈?，所述填料層5下部與熱源塔塔底的儲(chǔ)液槽12相連通，所述儲(chǔ)液槽12底部設(shè)有液體出口15，從噴頭4噴灑入填料層內(nèi)的溶液在重力作用下流入熱源塔塔底的儲(chǔ)液槽，最后從液體出口15流出熱源塔。

所述熱源塔側(cè)壁設(shè)有輸送口16，在熱源塔裝置內(nèi)設(shè)有左輸送電機(jī)6和右輸送電機(jī)7，所述左輸送電機(jī)6和右輸送電機(jī)7分別通過(guò)左活動(dòng)繩8和右活動(dòng)繩9連接固定桿10的兩端，在所述固定桿10上設(shè)有平行于固定桿10并可沿固定桿滑動(dòng)的活動(dòng)桿11，所述活動(dòng)桿11上沿桿體均勻的設(shè)有若干掛槽，所述活動(dòng)桿及活動(dòng)桿掛槽上懸掛的小球17通過(guò)輸送口16進(jìn)出熱源塔裝置。

進(jìn)一步的，所述固定桿10和活動(dòng)桿11通過(guò)所述左輸送電機(jī)6和右輸送電機(jī)7上下移動(dòng)，所述固定桿10和活動(dòng)桿11上移至輸送口處時(shí)，所述固定桿和活動(dòng)桿的右側(cè)高、左側(cè)低。

進(jìn)一步的，在所述輸送口16外側(cè)下方設(shè)有儲(chǔ)冰槽12。

進(jìn)一步的，所述活動(dòng)桿11上設(shè)有一端連接掛槽的掛鉤，所述掛鉤的另一端連接在設(shè)有掛孔或掛柄的小球17上。

進(jìn)一步的，所述小球17為軟性塑料球。

采用上述熱源塔裝置制冰的方法，熱源塔換熱過(guò)程為：從液體進(jìn)口進(jìn)入熱源塔的低溫溶液通過(guò)噴頭噴入熱源塔填料層中，填料層中空氣與溶液進(jìn)行熱質(zhì)交換，溶液溫度升高，流入儲(chǔ)液槽，儲(chǔ)液槽內(nèi)的溶液最后通過(guò)液體出口流出熱源塔，制冰過(guò)程為：

(1)制冰過(guò)程：通過(guò)輸送電機(jī)下降固定桿和活動(dòng)桿，將裝有水的小球浸入熱源塔儲(chǔ)液槽底部，小球內(nèi)的水釋放熱量給儲(chǔ)液槽內(nèi)的低溫溶液，小球內(nèi)的水凝固成為固態(tài)冰；

(2)取冰過(guò)程：左輸送電機(jī)、右輸送電機(jī)分別拉動(dòng)固定桿和活動(dòng)桿兩端的活動(dòng)繩，將活動(dòng)桿上凝固的冰球拉至輸送口處，且活動(dòng)桿右側(cè)高、左側(cè)低；

(3)移冰過(guò)程：通過(guò)左、右兩側(cè)高度差，活動(dòng)桿沿固定桿滑動(dòng)，活動(dòng)桿攜帶冰球從輸送口處移出熱源塔；

(4)儲(chǔ)冰過(guò)程：取下掛在活動(dòng)桿上的冰球，冰球落入下方的儲(chǔ)冰槽中；

重新在活動(dòng)桿上掛上裝有水的小球，將小球通過(guò)活動(dòng)桿運(yùn)送至儲(chǔ)液槽中，重復(fù)進(jìn)行上述制冰過(guò)程。

其中，所述低溫溶液為冰點(diǎn)低于零度的載體介質(zhì)。所述儲(chǔ)液槽內(nèi)的溶液溫度為-5℃以下。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單的修改、等同替換與改進(jìn)等，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。