阳极化冰刺管热融蒸发装置

技术领域

本发明涉及温度调节技术领域，具体涉及一种阳极化冰刺管热融蒸发装置。

背景技术

随着生活水平的不断提高，人们冬天对供热、夏天对制冷的需求不断增大，以供暖为例，传统的供热主要依赖化石能源燃煤和天然气，而燃煤和天然气燃烧时会产生大量的黑炭以及二氧化碳的排放，其中二氧化碳在水汽里释放碳酸根离子和氢离子凝结核，是导致冬季天气温和水汽过盈影响碳微颗粒向大气层扩散，形成雾霾天气，导致环境质量降低、影响人类生存健康。

后随着人们对生态环境、绿色低碳的要求越来越高，出现了热源塔，采用吸收低温位能与低热源热泵相配合的低碳环保的供热方式，冬季以冷水溶液相变小温差传热高效地吸收雾霾水汽能，夏季具有高负压蒸发低水温冷却空调余热长效制冷，故冬天不再需要依赖化石能源燃煤和天然气，从而减少黑炭以及二氧化碳的排放，夏季耗电量也会随之降低，耗能减少，同样有利于环境保护。

热源塔中包括对热量进行交换的蒸发装置，目前的蒸发装置内设有管道，管道内流动有工质，工质为一种低温溶液，另一溶液位于管道外侧，仍以供热为例，在蒸发装置中，另一溶液中的热量传递至工质中，使工质的温度升高，实现热量的利用。但是在进行热交换时，热量会先传递至管道的侧壁上，再从管道侧壁向另一溶液传递，实现两种溶液之间的热量交换，但是目前的管道表面光滑，管道与另一溶液之间的接触面积有限，且热源塔的供热主要对低温位能进行利用，故工质与另一溶液之间的温度差较小，所以在管道与另一溶液的接触面积有限的情况下导致热量传递速度有限，对另一溶液的低温位能的利用率相对较低。

发明内容

本发明意在提供一种阳极化冰刺管热融蒸发装置，以提高对低温位能的利用率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：阳极化冰刺管热融蒸发装置，包括冰水侧壳管体和工质管道单元，冰水侧壳管体内设有腔体，冰水侧壳管体的侧壁设有冷水进口和冰水出口，工质管道单元包括电解层冰刺管，电解层冰刺管位于腔体内，电解层冰刺管的外壁固定有若干凸起。

本方案的有益效果为：

本方案中的冰水侧壳管体内设有电解层冰刺管，普通的蒸发装置中的管道相比，本方案中的电解层冰刺管表面因为设有凸起，当将温度较低的冷水进入冰水侧壳管体内后，有效增大与冷水的接触面积，从而使冷水中的热量能够快速经电解层冰刺管传递入工质内，在试验时，发现经过电解层冰刺管后的冷水温度下降焓值下降成为过冷水，说明热量的利用率远高于现有的热源塔，即本方案有效提高了热量的传递速度和利用率。

进一步，电解层冰刺管设有多个，工质管道单元还包括工质回气管和工质分液管，多个电解层冰刺管均一端与工质回气管连通，另一端与工质分液管连通。

本方案的有益效果为：多个电解层冰刺管能够同时供工质与冷水之间进行热交换，进一步提高热量的利用速度。

进一步，工质管道单元设有多个，且多个工质管道单元的工质回气管连通，多个工质管道单元的工质分液管连通。

本方案的有益效果为：多个工质管道中的电解层冰刺管能够同时供工质与冷水之间进行热交换，进一步提高热量的利用速度。

进一步，冰水侧壳管体内固定有折流板，折流板将冰水侧壳管体的内腔分为冷水进液壳箱和冰水出液壳箱，冷水进液壳箱与冰水出液壳箱连通；冷水进口和冰水出口分别与冷水进液壳箱和冰水出液壳箱连通，工质回气管和工质分液管分别位于冷水进液壳箱和冰水出液壳箱内，且电解层冰刺管贯穿折流板。

本方案的有益效果为：折流板能够对冰水侧壳管体中的冷水进行阻挡，从而使进入冷水进液壳箱的冷水能够形成湍流，促使远离电解层冰刺管的冰水与电解层冰刺管接触；而从冷水进液壳箱进入冰水出液壳箱中的冰水也能够形成湍流，同理，能够促使冰水与电解层冰刺管接触，从而能够更充分的对冷水中的热量进行利用，进一步提高热量的利用率。

进一步，凸起远离电解层冰刺管一端的横截面的面积小于靠近电解层冰刺管一端的横截面的面积。

本方案的有益效果为：本方案中的凸起之间形成有缝隙，且缝隙用于供冷水和冰水流过，进一步提高与冷水和冰水的接触面积的同时，也避免凸起之间形成容纳冷水和冰水且导致冷水和冰水无法流动的死角。

进一步，凸起的横截面为菱形。

本方案的有益效果为：当冷水和冰水经过电解层冰刺管经过本方案中的凸起时能够形成湍流，进一步使远离点解层冰刺管的冰水向靠近电解层冰刺管的一侧流动，从而与电解层冰刺管内的工质之间进行热交换，进一步提高热量的利用率。

进一步，冰水侧壳管体内设有热阻解冻器。

本方案的有益效果为：蒸发装置不需要使用后需要停机，此时若外界的温度过低，会导致冰水侧壳管体内的液体结冰。本方案中的热阻解冻器能够对冰水侧壳管体中的溶液进行加热，使冰融化，从而使蒸发装置能够启动和正常工作。

进一步，冷水进液壳箱内设有超声波振子。

本方案的有益效果为：本方案中，冷水经过电解层冰刺管后形成过冷水，在超声波振子的作用下，过冷水会生成冰核，并继续冻结，使焓值下降，温度变化减缓，冰核晶体增长释放凝固热并在电解层冰刺管的外壁形成垂直冰刺，由于部分过冷水在电解层冰刺管的外壁做直射湍流运动，导致生长的冰刺折断脱离电解层冰刺管并与过冷水形成冰水溶液。与普通的冷水不同，冰水溶液能够进一步吸收空气中的热量从而融化形成冷水，而冷水能够作为低温位能的热源再次通入冰水侧壳管体内，通过与电解层冰刺管中的工质之间进行热量交换，对其中的热量进行使用，即本方案中的蒸发器通过形成冰水溶液，能够对空气中的热量进行利用，而不再仅局限于使用外界的水中的热量。

其次，冰水需要吸收较多的空气中的热量，冰水中的冰才会融化，此时冰水才会完全变为冷水，故相同量的冰水与冷水相比，冰水能够吸收的热量更多，进一步提高热量的利用速度和效率。

最后，因为冰水能够长时间保持更低的温度，与冷水相比，冰水与空气之间的温度差更大，热量能够更快的传递至冰水中，从而进一步提高热量的利用速度。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1中电解层冰刺管的立体图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：工质进液口A、工质回气口B、冷水进口X、冰水出口Y、工质分液管Z、工质回气管ZB、冰水侧壳管体ZG、电解层冰刺管zk、热阻解冻器ZR、超声波振子ZV、折流板ZW、冷水进液壳箱ZX、冰水出液壳箱ZY。

实施例

阳极化冰刺管热融蒸发装置，如图1和图2所示。包括冰水侧壳管体ZG和若干工质管道单元，冰水侧壳管体ZG内设有腔体，腔体内竖向安装有折流板ZW，折流板ZW将腔体分为左侧的冷水进液壳箱ZX和右侧的冰水出液壳箱ZY，折流板ZW与冰水侧壳管体ZG的内壁之间形成供液体从冷水进液壳箱ZX流入冰水出液壳箱ZY的缝隙。冰水侧壳管体ZG的左端设有与冷水进液壳箱ZX连通的冷水进口X，冰水侧壳管体ZG的右端设有与冰水出液壳箱ZY连通的冰水出口Y，在实际实施时，冷水进口X和冰水出口Y均连接有管道，分别用于将冷水导入冷水进液壳箱ZX和将冰水导出冰水出液壳箱ZY。

腔体内安装有热阻解冻器ZR，热阻解冻器ZR横向穿过折流板ZW，用于在冷水进液壳箱ZX和右侧的冰水出液壳箱ZY中的液体完全结冰后进行解冻。冷水进液壳箱ZX的顶部安装有超声波振子ZV，具体的，本实施例中的热阻解冻器ZR和超声波振子ZV均采用现有设备，其结构和安装方式均与现有技术相同，本实施例中不再赘述。

若干工质管道单元从前至后依次分布，以其中一个工质单元为例，工质单元包括工质回气管ZB、工质分液管Z和多个电解层冰刺管zk。工质回气管ZB和工质分液管Z分别位于冷水进液壳箱ZX和冰水出液壳箱ZY中，多个电解层冰刺管zk从上至下的依次分布，且多个电解层冰刺管zk的左端与工质回气管ZB，右端贯穿折流板ZW并与工质分液管Z连通。所有的工质回气管ZB连通，且其中一根工质回气管ZB的上端贯穿冷水进液壳箱ZX的顶部后形成工质回气口B；所有的工质分液管Z连通，且其中一根工质分液管Z的下端贯穿冰水出液壳箱ZY的底部后形成工质进液口A。

具体的，本实施例中的电解层冰刺管zk的表面一体成型有若干凸起，相邻凸起错位设置，凸起的横截面为菱形，且凸起远离电解层冰刺管zk一端的横截面的面积小于靠近电解层冰刺管zk一端的横截面的面积，使得相邻凸起之间形成供冷水和冰水流过的缝隙。电解层冰刺管zk的内壁沿周向设有若干凸棱，本实施例中的若干凸棱为螺旋形，在实际实施时，凸棱也可沿电解层冰刺管zk的轴向延伸，凸棱能够为工质的流动起到阻挡的作用，从而在工质流动过程中促使工质形成紊流，进一步促使不同的工质与电解层冰刺管zk的侧壁接触，直接与电解层冰刺管zk的侧壁进行热交换，提高热交换速度。

具体实施过程如下：

工质从工质进液口A进入工质分液管Z，再分别进入若干的电解层冰刺管zk内，并沿电解层冰刺管zk从右向左流动。冷水从冷水进口X进入冷水进液壳箱ZX中，在冷水进液壳箱ZX中形成湍流，然后从冷水进液壳箱ZX进入冰水出液壳箱ZY中，并在冰水出液壳箱ZY中形成湍流，最后从冰水出口Y排出。

在冷水的整个流动过程中，冷水与电解层冰刺管zk接触，冷水中的热量最后传递至电解层冰刺管zk中的工质内，使工质蒸发为未饱和的气液混合状态，并最后统一从工质回气口B流出；冷水温度降低形成过冷水。在通入冷水的同时启动超声波振子ZV，在超声波振子ZV的作用下，过冷水在凸起远离电解层冰刺管zk的尖端处形成冰核，且随着时间的增长，冰核晶体增长在电解层冰刺管zk的外壁形成垂直冰刺，当冰刺的长度增大后，在湍流的作用下，冰刺折断，并能够随着过冷水流动，使冷水最后形成冰水溶液。

当外界温度过低导致冰水侧壳管体ZG中的冷水完全结冰或者在蒸发装置停机、且冰水侧壳管体ZG中的冷水完全结冰时，先启动热阻解冻器ZR，对冰水侧壳管体ZG中的冰进行加热，促使冰融化，从而保证蒸发装置能够重新启动和正常工作。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。