一種冰蓄冷冷卻系統用結冰球的製作方法

2023-04-29 09:57:56 1

專利名稱：一種冰蓄冷冷卻系統用結冰球的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種冰蓄冷冷卻系統用結冰球。
技術背景冰蓄冷冷卻系統是指深夜低谷電價時，運行冷凍機製冰到蓄冷球 內，然後白天高峰電價時，利用這些結冰的蓄冷球自然融化進行熱交 換而降溫的一種製冷系統。現有的冰蓄冷冷卻系統用結冰球設置有一個能夠注入結冰液的注入口，注入的結冰液在結冰時會自然發生10%左右的體積膨脹，因而結冰球設置了多個酒窩，即在結冰球上設置有多個凹陷的地方，以 期利用凹陷的地方來抵消因結冰液結冰時引起的體積膨脹。但是，結冰液在結冰時自然發生的10%左右的體積膨脹使得酒窩向結冰球外側凸起，從而容納在結冰球內的結冰液結冰仍然可以引起結冰球體積 的膨脹，同時，結冰球的酒窩處因體積膨脹而容易產生疲勞破損現象。 為了解決結冰球上的酒窩因疲勞現象而破損的問題，增加了結冰 球球壁的厚度，但是通常結冰球的材料是聚酯材料，其導熱係數大大低於冰的導熱係數，厚度為2mm的聚酯材料的傳熱相當於冰的厚度 為20mm左右，因此，增加球壁的厚度在結冰及融冰時就增加了熱阻 抗，從而降低了冷凍機的效率，並降低了冰蓄冷冷卻系統供冷能力的 速應性。為了在結冰及融冰時減少結冰球的熱阻抗，增加冷凍機的效率和 供冷能力的速應性，就要減小結冰的厚度、增加表面積，即縮短結冰 球球壁到結冰球中心的距離。但是如果縮短現有的結冰球從表面到中心的距離，結冰球的容量就會太小，為了保持冰蓄冷冷卻系統的製冷 能力，就需要製作和安裝很多的結冰球
實用新型內容
本實用新型需要解決的技術問題就在於克服現有結冰球的缺陷， 提供一種冰蓄冷冷卻系統用結冰球，它在球體容器的表面形成凹陷部位，這些凹陷部位的體積是球體全部體積的約10%左右，而且在凹陷部位的側面形成波形凹凸結構，以此改善結冰球的熱傳導特性，降低 球壁熱阻抗。為解決上述問題，本實用新型採用如下技術方案 本實用新型一種冰蓄冷冷卻系統用結冰球，包括球體及設置在球體上的注入口，所述球體上，以球體的中心軸為對稱軸對稱設置有2個向球體中心凹陷的凹陷部位，所述凹陷部位的深度小於球體半徑。 為了抵消液體結冰時10%左右的體積膨脹，本實用新型所述凹陷部位的總體積是球體體積的9%-11%。本實用新型所述凹陷部位的內側面為波浪形的凹凸結構。 本實用新型所述凹陷部位的凹凸結構的厚度比球體表面部位的厚度薄。所述凹陷部位的凹凸結構的厚度可以為球體表面部位的厚度的1/2左右。本實用新型所述凹陷部位起到縮短從結冰球表面到中心的距離 的作用，增加傳熱表面積，而且容納因結冰液的結冰引起的體積膨脹。 減少因結冰液的結冰及融冰引起疲勞現象的發生，因此結冰球的厚度 比以前的結冰球的厚度薄約1/2以下，從而能夠大幅減少結冰球的熱 阻抗，能夠製造及生產大容積的結冰球，可以使結冰球內結冰液快速 結冰及快速融冰，能夠提高冷凍機的效率和供冷時的速應性。本實用新型為了增加傳熱表面積，容納因結冰液的結冰引起的體 積膨脹，在凹陷部位的內側面形成波形凹凸部位，從而減輕因液體的 結冰及融冰引起的疲勞強度，結冰時不凍液(乙二醇)也能在波形凹陷 之間流動，結冰球壁可減少到以前的結冰容器厚度的約1/2以下，能 夠大幅減少結冰容器裡的熱阻抗。

圖l為本實用新型結構示意圖。圖2為本實用新型結冰球結冰前的結構示意圖。 圖3為本實用新型結冰球處於結冰狀態時的結構示意圖。
具體實施方式
如圖l、圖2和圖3所示，本實用新型一種冰蓄冷冷卻系統用結 冰球，包括球體l及設置在球體上的注入口 2，所述球體上，以球體 的中心軸為對稱軸對稱設置有2個向球體中心凹陷的凹陷部位3，所 述凹陷部位的深度小於球體半徑。為了抵消液體結冰時10%左右的體積膨脹，本實用新型所述凹陷 部位的總體積是球體體積的9%-11%。本實用新型所述凹陷部位的內側面為波浪形的凹凸結構4、 5。這些凹凸部位在整個凹陷部位形成鮍褶結構。這些凹陷結構的兩側面最好其厚度比結冰球的球表面部位的厚度薄1/2。凹陷結構可以抵消液體的結冰引起的體積膨脹，凹凸部位最大限度地增加了傳熱表面積。而且凹陷結構的球壁厚度變薄而提高傳熱系 數。當使用本實用新型的結冰球時，結冰液體通過注入口向結冰球內 充填，然後封閉注入口。在冰蓄冷冷卻系統蓄冷槽內部安裝內充滿結 冰液後封閉注入口的結冰球。如果用冷凍機開始製冷，從冷凍機傳遞 製冷的乙二醇和水的混合物即不凍液接觸結冰球的表面，從而向結冰 球傳遞冷氣，即進行熱交換。由於本實用新型的結冰球形成凹陷部位， 不凍液在接近結冰容器中心的位置流動，增加結冰球的表面積，因此 能夠迅速在結冰球中心部位製冷、結冰，而且減少結冰球的熱阻抗， 從而大大提高結冰效率。隨著結冰的進行，本實用新型的結冰球內部的液體結冰時，體積 膨脹，因此結冰容器的凹陷部位的兩側面膨脹，凹凸結構的凸起部位 幾乎彼此接觸。在快結束結冰的狀態，即使這些凸起部位彼此接觸， 凹陷口仍形成空間，因此不凍液通過這些空間流動，在結冰或融冰時 能夠迅速傳熱。由於本實用新型最大限度地增加了傳熱表面積，而且凹陷部位的 厚度比結冰容器的球表面部位的厚度薄，因此能夠最大限度地提高結 冰球內部的冷量保存用液體的結冰效率。在運行冰蓄冷冷卻系統時反覆的蓄冷及供冷周期，當結冰球內部 的液體因結冰及融冰引起體積膨脹或體積減少時，消除因波形凹凸部 位引起的結冰球的疲勞現象，消除由此引起的疲勞強度的發生因素， 從而有效地容納因結冰容器內部的液體的結冰引起的體積膨脹。以前因反覆的蓄冷及供冷周期引起的體積膨脹和收縮，反覆出現 疲勞現象，在容器結構出現疲勞而皮損現象。為了防止由此引起的這種破損，以前的冷量保存用容器的厚度為2mm左右，其厚度厚，但 是合成樹脂聚酯的導熱係數為冰的導熱係數的約1/10左右，2mm厚 度的結冰容器相當於冰的20mm,結冰和融冰時的傳熱係數大，降低 冷凍機的效率和供冷能力的速應性。在本實用新型中，表面的薄厚度 的強度能夠保持與以前的冷熱保存用容器強度相同，繼而表面的薄厚 度能夠最大限度地提高冷凍效率和供冷能力的速應性。在冰蓄冷冷卻系統中，本實用新型的結冰球的最重要因素即體積 與表面積之比顯著提高至0.83左右，這高於以前的約0.63。而且，以前的結冰球由於傳熱特性其尺寸很難大於500cc以上， 但是本實用新型提高其傳熱特性，可以製作大容量的容器，因此有利 於製作、安裝、搬運等。需要供冷時，即使放出冷量，本實用新型最大限度地增加表面積, 最大限度地減少傳熱阻抗，從而能夠最大限度地提高供冷能力的速應 性和系統效率。如上所述，本實用新型形成能夠容易傳遞製冷至結冰球的中心部 位的增加表面積的凹陷部位，為了容納結冰球內部的結冰液在結冰時 發生的體積膨脹，其厚度薄。不僅保持與以前的結冰球相同的強度， 而且其厚度比以前的結冰球的厚度更薄，因此不僅節省材料，而且可以實現結冰球內的結冰液的快速結冰及快速融冰，從而能夠提高冷凍 機的效率和供冷時的速應性。本實用新型不局限於上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的 啟示下得出的其他任何與本實用新型相同或相近似的產品，均落在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1. 一種冰蓄冷冷卻系統用結冰球，包括球體及設置在球體上的注入口，其特徵在於所述球體上，以球體的中心軸為對稱軸對稱設置有2個向球體中心凹陷的凹陷部位，所述凹陷部位的深度小於球體半徑。
2、 如權利要求l所述的冰蓄冷冷卻系統用結冰球，其特徵在於 所述凹陷部位的總體積是球體體積的9%-11%。
3、 如權利要求2所述的冰蓄冷冷卻系統用結冰球，其特徵在於: 所述凹陷部位的內側面為波浪形的凹凸結構。
4、 如權利要求3所述的冰蓄冷冷卻系統用結冰球，其特徵在於: 所述凹陷部位的凹凸結構的厚度比球體表面部位的厚度薄。
5、 如權利要求4所述的冰蓄冷冷卻系統用結冰球，其特徵在於: 所述凹陷部位的凹凸結構的厚度為球體表面部位的厚度的1/2。
專利摘要本實用新型公開了一種冰蓄冷冷卻系統用結冰球，包括球體及設置在球體上的注入口，所述球體上，以球體的中心軸為對稱軸對稱設置有2個向球體中心凹陷的凹陷部位，所述凹陷部位的深度小於球體半徑。它在球體容器的表面形成凹陷部位，這些凹陷部位的體積是球體全部體積的約10％左右，而且在凹陷部位的側面形成波形凹凸結構，以此改善結冰球的熱傳導特性，降低球壁熱阻抗。可以使結冰球內結冰液快速結冰及快速融冰，能夠提高冷凍機的效率和供冷時的速應性。
文檔編號F25C5/18GK201081478SQ20072015487
公開日2008年7月2日 申請日期2007年7月17日 優先權日2007年7月17日
發明者姜漢基, 崔璆奭, 金藝花 申請人:金德龍