[go: up one dir, main page]

RU2767525C1 - Ice generator on flat heat exchanger with electrophysical effect - Google Patents

Ice generator on flat heat exchanger with electrophysical effect Download PDF

Info

Publication number
RU2767525C1
RU2767525C1 RU2021120638A RU2021120638A RU2767525C1 RU 2767525 C1 RU2767525 C1 RU 2767525C1 RU 2021120638 A RU2021120638 A RU 2021120638A RU 2021120638 A RU2021120638 A RU 2021120638A RU 2767525 C1 RU2767525 C1 RU 2767525C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ice
heat exchanger
tank
water
antifreeze
Prior art date
Application number
RU2021120638A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ирина Георгиевна Ершова
Алексей Николаевич Васильев
Михаил Аркадьевич Ершов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority to RU2021120638A priority Critical patent/RU2767525C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2767525C1 publication Critical patent/RU2767525C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25CPRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C1/00Producing ice

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture; refrigerating equipment.
SUBSTANCE: invention relates to agriculture, in particular, to refrigeration equipment. Ice generator on flat heat exchanger with electrophysical action comprises reservoir (1) divided by partitions (2, 3) with heat-insulating material into three reservoirs: reservoir (4) for water with heat exchanger (5), reservoir (6) for antifreeze with evaporator (7), and reservoir (8) for collection and melting of ice. In an antifreeze reservoir with an evaporator there is a unit for electrophysical action (21). Evaporator is made in the form of a coil-type tube. Heat exchanger is made in the form of several parallel hollow silicone plates. Piezoelectric ultrasound radiator (14) located in the water reservoir is provided for ice separation from the surface of the silicone plates. Ice transfer device (15) moves ice into reservoir (8) for collection and melting of ice, in which there installed is heater (10) connected to solar collector (11).
EFFECT: higher efficiency, lower power consumption of obtaining ice.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в сельском хозяйстве, а именно на предприятиях агропромышленного комплекса и в системах тепловых аккумуляторов, а также для отопления промышленных и инфраструктурных объектов.The invention relates to refrigeration engineering and can be used in agriculture, namely in the agro-industrial complex and in heat accumulator systems, as well as for heating industrial and infrastructure facilities.

Известна система отопления жилого дома, содержащая расположенный в подвале дома бассейн, в котором находится система вода-лед-вода, тепловой насос, расположенный с возможностью охлаждения воздуха в воздушном слое, расположенном над верхним слоем воды, и нагревом воздуха в отапливаемом помещении (патент РФ № 2412401, МПК F24D 15/04, опубл. 20.02.2011. Бюл. №5). Система содержит водяной насос, установленный с возможностью перекачивания воды из нижнего слоя в верхний слой, и вентилятор, установленный с возможностью откачивания воздуха через вытяжную трубу из указанного воздушного слоя в атмосферу вне дома, при этом указанный воздушный слой дополнительно сообщен с атмосферой.A heating system of a residential building is known, containing a pool located in the basement of the house, in which the water-ice-water system is located, a heat pump located with the possibility of cooling the air in the air layer located above the upper layer of water, and heating the air in the heated room (RF patent No. 2412401, IPC F24D 15/04, published on February 20, 2011. Bull. No. 5). The system comprises a water pump installed with the possibility of pumping water from the lower layer to the upper layer, and a fan installed with the possibility of pumping air through the exhaust pipe from the specified air layer into the atmosphere outside the house, while the specified air layer is additionally connected to the atmosphere.

Недостатками известной системы является высокая стоимость и сложность изготовления.The disadvantages of the known system is the high cost and complexity of manufacturing.

Известен генератор льда и способ генерирования льда, содержащий теплообменник, систему подвода исходной воды и средство удаления льда, замкнутый контур, который образован емкостью для размещения исходной воды и генерируемого льда, подающим трубопроводом, проточным насосом, теплообменником, клапаном и отводной трубой (патент РФ №2454616, МПК F25C 1/12, F25C 5/18, опубл. 27.06.2012. Бюл. №18).An ice generator and a method for generating ice are known, containing a heat exchanger, a source water supply system and an ice removal means, a closed circuit, which is formed by a container for accommodating source water and generated ice, a supply pipeline, a flow pump, a heat exchanger, a valve and an outlet pipe (RF patent No. 2454616, IPC F25C 1/12, F25C 5/18, published 06/27/2012, Bull. No. 18).

Недостатками известного генератора льда является то, что оборудование позволяет получить лед, не используя энергию фазового перехода вода-лед, малой производительности, работает в периодическом режиме с высокими энергетическими затратами. The disadvantages of the known ice generator is that the equipment allows you to get ice without using the energy of the water-ice phase transition, low productivity, operates in a periodic mode with high energy costs.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство генерирования льда, которое содержит эластичную мембрану, насос, насадку, воду, корпус, хладагент, слой воды и чешуек льда (патент РФ №2490567, МПК F25C 1/00, F25C 1/12, опубл. 20.08.2013. Бюл. №23). В устройстве на внешнюю поверхность эластичной мембраны насосом через насадку подают воду, которая равномерно орошает внешнюю поверхность мембраны. Мембрану устанавливают на корпус, куда периодически подают и удаляют хладагент. В результате теплообмена через мембрану между водой и хладагентом часть воды замерзает, и на поверхности мембраны образуются чешуйки льда.The closest in technical essence to the proposed invention is an ice generation device that contains an elastic membrane, a pump, a nozzle, water, a housing, a refrigerant, a layer of water and ice flakes (RF patent No. 2490567, IPC F25C 1/00, F25C 1/12, published on August 20, 2013. Bulletin No. 23). In the device, water is supplied to the outer surface of the elastic membrane by a pump through a nozzle, which evenly irrigates the outer surface of the membrane. The membrane is installed on the housing, where the refrigerant is periodically supplied and removed. As a result of heat exchange through the membrane between water and refrigerant, part of the water freezes and ice flakes form on the membrane surface.

Недостатками известного устройства является то, что оно работает в периодическом режиме с высокими энергетическими затратами, не используя энергию фазового перехода вода-лед.The disadvantages of the known device is that it operates in a periodic mode with high energy costs, without using the energy of the water-ice phase transition.

Технической задачей предлагаемого изобретения является использование энергии фазового перехода вода-лед для отопления сельскохозяйственных объектов, на предприятиях агропромышленного комплекса и в системах тепловых аккумуляторов, а также для отопления промышленных и инфраструктурных объектов.The technical objective of the present invention is the use of the energy of the water-ice phase transition for heating agricultural facilities, at the enterprises of the agro-industrial complex and in heat accumulator systems, as well as for heating industrial and infrastructure facilities.

В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность получать энергию фазового перехода вода-лед и использовать ее для отопления сельскохозяйственных объектов, на предприятиях агропромышленного комплекса и в системах тепловых аккумуляторов, а также для отопления промышленных и инфраструктурных объектов, за счет того, что льдогенератор снабжен емкостью, хладагентом, испарителем, теплообменником, выполненным из полых силиконовых пластин, компрессором, конденсатором, дроссельным вентилем, солнечным коллектором, устройством для перемещения льда, циркуляционными насосами, позволяющими получать энергию фазового перехода вода-лед.As a result of using the proposed invention, it becomes possible to obtain the energy of the water-ice phase transition and use it for heating agricultural facilities, at agro-industrial enterprises and in heat accumulator systems, as well as for heating industrial and infrastructure facilities, due to the fact that the ice generator is equipped with a container, refrigerant, evaporator, heat exchanger made of hollow silicone plates, compressor, condenser, throttle valve, solar collector, ice moving device, circulation pumps, allowing to obtain energy of the water-ice phase transition.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что предлагаемый льдогенератор на плоском теплообменнике c электрофизическим воздействием, содержащий емкость, циркуляционный насос, согласно изобретению, снабжен испарителем, теплообменником, компрессором, конденсатором, дроссельным вентилем, солнечным коллектором, устройством для перемещения льда, при этом емкость льдогенератора разделена перегородками с теплоизоляционным материалом на три емкости, емкость для воды с теплообменником, емкость для антифриза с испарителем, и емкость для сбора и растапливания льда, которые соединены трубками с циркуляционными насосами для циркуляции антифриза из емкости для антифриза с испарителем в полые силиконовые пластины теплообменника, емкости для воды с теплообменником, для циркуляции водоледяной смеси из емкости для сбора и растапливания льда в емкость для воды с теплообменником, для циркуляции холодной водопроводной воды в емкость для сбора и растапливания льда, причем в емкости для антифриза с испарителем установлен блок для электрофизического воздействия, понижающий температуру замерзания антифриза, увеличивая количество получаемой энергии фазового перехода вода-лед, а испаритель выполнен в виде трубки змеевикового типа, а теплообменник выполнен в виде нескольких, параллельно установленных, полых силиконовых пластин, на поверхности которой образуется лед, а внутри нее циркулирует антифриз для переноса энергии фазового перехода вода-лед к теплообменнику потребителя, для отделения льда от поверхности пластин предусмотрен пьезоэлектрический излучатель ультразвука, который при помощи устройства для перемещения льда перемещается в емкость для сбора и растапливания льда, в котором установлен нагреватель, соединенный с солнечным коллектором.The above technical result is achieved by the fact that the proposed ice generator on a flat heat exchanger with an electrophysical effect, containing a tank, a circulation pump, according to the invention, is equipped with an evaporator, a heat exchanger, a compressor, a condenser, a throttle valve, a solar collector, a device for moving ice, while the ice generator tank is divided partitions with thermal insulation material into three tanks, a water tank with a heat exchanger, a tank for antifreeze with an evaporator, and a tank for collecting and melting ice, which are connected by pipes with circulation pumps for circulating antifreeze from the antifreeze tank with an evaporator into the hollow silicone plates of the heat exchanger, tanks for water with a heat exchanger, for circulating an ice-water mixture from a container for collecting and melting ice into a container for water with a heat exchanger, for circulating cold tap water into a container for collecting and melting ice, and in a container for antifreeze a block for electrophysical action is installed with the evaporator, which lowers the freezing point of antifreeze, increasing the amount of energy received from the water-ice phase transition, and the evaporator is made in the form of a coil-type tube, and the heat exchanger is made in the form of several, parallel-mounted, hollow silicone plates, on the surface of which ice, and antifreeze circulates inside it to transfer the energy of the water-ice phase transition to the heat exchanger of the consumer, to separate ice from the surface of the plates, a piezoelectric ultrasound emitter is provided, which, using an ice moving device, moves to a container for collecting and melting ice, in which a heater is installed connected to a solar collector.

Для получения и использования энергии фазового перехода вода-лед в предлагаемом льдогенераторе теплообменник выполнен в виде нескольких полых силиконовых пластин, в которой циркулирует антифриз, на поверхности которых образуется лед, который легко отделяется с поверхности силиконовых пластин воздействием на него пьезоэлектрического излучателя ультразвука. В качестве теплового источника для растапливания льда применяется нагреватель, соединенный с солнечным коллектором.To obtain and use the energy of the water-ice phase transition in the proposed ice maker, the heat exchanger is made in the form of several hollow silicone plates, in which antifreeze circulates, on the surface of which ice is formed, which is easily separated from the surface of the silicone plates by exposure to a piezoelectric ultrasound emitter. A heater connected to a solar collector is used as a heat source for melting ice.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена общая схема льдогенератора на плоском теплообменнике c электрофизическим воздействием.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows the general scheme of the ice maker on a flat heat exchanger with electrophysical action.

Льдогенератор на плоском теплообменнике c электрофизическим воздействием состоит из емкости 1, покрытой теплоизоляционным материалом для уменьшения теплообмена с окружающей средой. Емкость 1 разделена перегородками 2 и 3, также покрытыми теплоизоляционным материалом, на три емкости. Емкость 4 с теплообменником 5 заполнена водой. Емкость 6 с испарителем 7 заполнена антифризом. Емкость 8 является емкостью для сбора и растапливания образовавшегося льда и получения водоледяной смеси. Причем высота перегородки 2 между емкостями 4 и 8 не доходит до верхнего края емкости 1, высота перегородки 3 между емкостями 6 и 4 доходит до верхнего края емкости 1. Используемый антифриз может быть солевым раствором NaCl концентрацией 20 %, но не ограничивается им. The ice maker on a flat heat exchanger with an electrophysical effect consists of a tank 1 covered with a heat-insulating material to reduce heat exchange with the environment. Tank 1 is divided by partitions 2 and 3, also covered with heat-insulating material, into three tanks. Tank 4 with heat exchanger 5 is filled with water. Tank 6 with evaporator 7 is filled with antifreeze. Container 8 is a container for collecting and melting the formed ice and obtaining a water-ice mixture. Moreover, the height of partition 2 between containers 4 and 8 does not reach the upper edge of container 1, the height of partition 3 between containers 6 and 4 reaches the upper edge of container 1. The antifreeze used can be a NaCl salt solution with a concentration of 20%, but is not limited to it.

При этом емкости 4 и 8 соединены циркуляционным насосом с трубкой 9 для перекачки водоледяной смеси из емкости 8 в емкость 4, которая образовалась при растапливании льда с помощью нагревателя 10 установленного в емкости 8, который соединен с солнечным коллектором 11. At the same time, tanks 4 and 8 are connected by a circulation pump to a tube 9 for pumping the water-ice mixture from tank 8 to tank 4, which was formed during the melting of ice using a heater 10 installed in tank 8, which is connected to a solar collector 11.

В емкости 4 расположен теплообменник 5 в виде пластин, в которой циркулирует антифриз. Теплообменник 5 выполнен в виде полых силиконовых пластин, которые расположены параллельно друг другу. Теплообменник 5 может быть изготовлен, в частности, из силиконовых каучуков, бутадиен-стирольных каучуков, поливинилхлорида, полиэтиленгликольацетата. Приведенные примеры не ограничивают перечень материалов, которые могут быть использованы в качестве теплообменника.In the tank 4 there is a heat exchanger 5 in the form of plates, in which antifreeze circulates. The heat exchanger 5 is made in the form of hollow silicone plates, which are parallel to each other. The heat exchanger 5 can be made, in particular, of silicone rubbers, styrene-butadiene rubbers, polyvinyl chloride, polyethylene glycol acetate. The examples given do not limit the list of materials that can be used as a heat exchanger.

В емкость 8 непрерывно подается холодная водопроводная вода из емкости 12 при помощи циркуляционного насоса с трубкой 13. Причем температура холодной воды в водопроводной сети в отопительный период равна 5°C; в неотопительный период - 15°C (Постановление Правительства РФ №306 от 23.05.2006 (редакция от 16.04.2013) «Об утверждении Правил установления и определения нормативов потребления коммунальных услуг»).Cold tap water is continuously supplied to tank 8 from tank 12 by means of a circulation pump with tube 13. Moreover, the temperature of cold water in the water supply network during the heating period is 5°C; in the non-heating period - 15 ° C (Decree of the Government of the Russian Federation No. 306 dated 05/23/2006 (as amended on 04/16/2013) "On approval of the Rules for establishing and determining standards for the consumption of utilities").

Излишки водоледяной смеси из емкости 8 перекачиваются для потребителя, например, для охлаждения молока, или для охлаждения помещений сельскохозяйственных объектов (на чертеже не указано).Excess water-ice mixture from the tank 8 is pumped to the consumer, for example, to cool milk, or to cool the premises of agricultural facilities (not indicated in the drawing).

Лед, образовавшийся на поверхности силиконовых пластин теплообменника 5, легко отделяется при помощи пьезоэлектрического излучателя ультразвука 14, установленного в емкости 4, и отрывается от поверхности силиконовых пластин теплообменника 5. Так как плотность льда меньше плотности воды, лед поднимается вверх в емкости 4, при помощи устройства для перемещения льда 15, установленного на перегородке 2, лед перемещается и вываливается в емкость 8. Устройство для перемещения льда 15 может быть представлено в виде вращающегося шнека, или другого устройства. Также для перемещения льда перегородка 2 может перемещаться в вертикальной плоскости.The ice formed on the surface of the silicone plates of the heat exchanger 5 is easily separated by means of a piezoelectric ultrasound emitter 14 installed in the container 4, and comes off the surface of the silicone plates of the heat exchanger 5. Since the density of ice is less than the density of water, the ice rises up in the container 4, with ice moving device 15 installed on the partition 2, the ice moves and falls into the container 8. The ice moving device 15 can be represented as a rotating auger, or other device. Also, to move the ice, the partition 2 can move in a vertical plane.

Полученная энергия фазового перехода вода-лед накапливается внутри силиконовых пластин теплообменника 5 и в виде жидкого горячего антифриза температурой 65°C направляется в теплообменник потребителя 16 при помощи циркуляционным насосом с трубкой 17. Отработавший антифриз возвращается в емкость 6.The received energy of the water-ice phase transition is accumulated inside the silicone plates of the heat exchanger 5 and in the form of liquid hot antifreeze with a temperature of 65°C is sent to the heat exchanger of the consumer 16 using a circulation pump with a tube 17. The spent antifreeze is returned to the tank 6.

Емкость 6 и емкость 4 соединены циркуляционным насосом с трубкой 17 для перекачки антифриза из емкости 6 в силиконовые пластины теплообменника 5 емкости 4.Tank 6 and tank 4 are connected by a circulation pump to tube 17 for pumping antifreeze from tank 6 to silicone plates of heat exchanger 5 of tank 4.

В емкости 6 расположен испаритель 7 змеевикового типа, в котором циркулирует хладагент. Используемый хладагент может быть фреон R410a, но не ограничивается им.In the tank 6 there is a coil-type evaporator 7 in which the refrigerant circulates. The refrigerant used may be R410a freon, but is not limited to it.

С наружной стороны емкости 1 со стороны емкости с антифризом 6 расположены компрессор 18, конденсатор 19, дроссельный вентиль 20.Compressor 18, condenser 19, and throttle valve 20 are located on the outside of tank 1 on the side of tank with antifreeze 6.

В конденсаторе 19 тепло забирается и поступает к потребителю (на чертеже позиция не показана). В качестве потребителя может выступать, например, отопительная система помещения сельскохозяйственного объекта, а также промышленных и инфраструктурных объектов.In the condenser 19, heat is taken in and supplied to the consumer (position not shown in the drawing). The consumer can be, for example, the heating system of an agricultural facility, as well as industrial and infrastructure facilities.

В емкости 6 установлен блок для электрофизического воздействия 21, который понижает температуру замерзания солевого раствора (антифриза), который затем поступает в силиконовые пластины теплообменника 5, для увеличения количества намораживаемого льда на ее поверхности и, тем самым, увеличивая количество получаемой энергии фазового перехода вода-лед.A unit for electrophysical action 21 is installed in the tank 6, which lowers the freezing point of the saline solution (antifreeze), which then enters the silicone plates of the heat exchanger 5, to increase the amount of frozen ice on its surface and, thereby, increasing the amount of energy received from the phase transition water - ice.

Работает льдогенератор на плоском теплообменнике c электрофизическим воздействием следующим образом.The ice generator works on a flat heat exchanger with an electrophysical effect as follows.

При поступлении фреона в испаритель 7 емкости 6 происходит его испарение, в результате чего выделившееся тепло поглощается антифризом емкости 6. Компрессор 18 откачивает пары фреона из испарителя 7 емкости 6 и нагнетает их в конденсатор 19. В конденсаторе 19 пары фреона охлаждаются, конденсируются и переходят в жидкое состояние, при этом выделившееся тепло забирается и поступает к потребителю (позиция на чертеже не показана). В качестве потребителя может выступать, например, отопительная система помещения сельскохозяйственного объекта, а также промышленных и инфраструктурных объектов.When freon enters the evaporator 7 of the tank 6, it evaporates, as a result of which the released heat is absorbed by the antifreeze of the tank 6. The compressor 18 pumps out the freon vapor from the evaporator 7 of the tank 6 and pumps them into the condenser 19. In the condenser 19, the freon vapor is cooled, condensed and transferred to liquid state, while the released heat is taken and supplied to the consumer (position not shown in the drawing). The consumer can be, for example, the heating system of an agricultural facility, as well as industrial and infrastructure facilities.

Далее жидкий фреон через дроссельный вентиль 20 подается в испаритель 7 емкости 6. На входе фреона в испаритель 7 емкости 6 его давление падает с давления конденсации до давления кипения фреона, происходит вскипание фреона, поступая в трубку испарителя 7 фреон кипит, энергия, необходимая для кипения, в виде тепловой энергии, забирается от поверхности испарителя 7, охлаждая змеевиковую трубку испарителя 7. Цикл циркуляции фреона замыкается.Further, liquid freon is fed through the throttle valve 20 to the evaporator 7 of the tank 6. At the inlet of the freon to the evaporator 7 of the tank 6, its pressure drops from the condensation pressure to the freon boiling pressure, the freon boils, entering the evaporator tube 7, the freon boils, the energy required for boiling , in the form of thermal energy, is taken from the surface of the evaporator 7, cooling the coiled tube of the evaporator 7. The freon circulation cycle is closed.

Охлажденный антифриз температурой -20°C из емкости 6 перекачивается в силиконовые пластины теплообменника 5 емкости 4 циркуляционным насосом 17, которая заполнена водой. Емкости 6 и 4 полностью перекрыты перегородкой 3. Cooled antifreeze temperature -20°C from the tank 6 is pumped into the silicone plates of the heat exchanger 5 of the tank 4 by the circulation pump 17, which is filled with water. Tanks 6 and 4 are completely covered by partition 3.

В емкости 4 с водой расположен теплообменник 5 из силиконовых пластин, в которой циркулирует антифриз. При поступлении охлажденного антифриза в теплообменник 5 емкости 4 на поверхности силиконовых пластин в результате понижения температуры происходит образование льда. При этом за счет образования энергии фазового перехода вода-лед одновременно происходит выделение теплоты, которая поглощается антифризом теплообменника 5 емкости 4, жидкий антифриз нагревается до температуры 65°C и переносится к теплообменнику потребителя 16 при помощи циркуляционным насосом с трубкой 17. Отработавший антифриз в виде жидкости подается в емкость 6. Цикл циркуляции антифриза замыкается.In the tank 4 with water there is a heat exchanger 5 made of silicone plates, in which antifreeze circulates. When the cooled antifreeze enters the heat exchanger 5 of the tank 4, ice forms on the surface of the silicone plates as a result of a decrease in temperature. At the same time, due to the formation of energy of the water-ice phase transition, heat is simultaneously released, which is absorbed by the antifreeze of the heat exchanger 5 of the tank 4, the liquid antifreeze is heated to a temperature of 65 ° C and transferred to the consumer heat exchanger 16 using a circulation pump with a tube 17. The spent antifreeze in the form liquid is supplied to container 6. The antifreeze circulation cycle is closed.

В качестве потребителя 16 может выступать отопительная система помещения сельскохозяйственного объекта, а также промышленных и инфраструктурных объектов.The heating system of the premises of an agricultural facility, as well as industrial and infrastructure facilities, can act as a consumer 16.

На поверхности силиконовых пластин теплообменника 5 емкости 4 образуется лед, толщина которого не должна превышать 3,5 см, который легко отделяется при помощи воздействия пьезоэлектрического излучателя ультразвука 14. В результате того, что силиконовые пластины теплообменника 5 емкости 4 является эластичными, образовавшийся лед отрывается от поверхности пластин теплообменника 5. Так как плотность льда меньше плотности воды, лед поднимается вверх в емкости 4, при помощи устройства для перемещения льда 15 лед перемещается, и через перегородку 2 вываливается в емкость 8. Уровень воды в емкости 4 поддерживается поступлением растопленной воды (водоледяной смеси) из емкости 8 циркуляционным насосом 9, и подачей холодной водопроводной воды в емкость 8 из емкости 12 при помощи циркуляционного насоса 13. Излишки водоледяной смеси из емкости 8 могут быть также использованы для охлаждения, например, молока, или для охлаждения помещений сельскохозяйственных объектов (на чертеже не указано).On the surface of the silicone plates of the heat exchanger 5 of the container 4, ice is formed, the thickness of which should not exceed 3.5 cm, which is easily separated by the action of a piezoelectric ultrasound emitter 14. As a result of the fact that the silicone plates of the heat exchanger 5 of the container 4 are elastic, the resulting ice is detached from the surface of the heat exchanger plates 5. Since the density of ice is less than the density of water, the ice rises up in the tank 4, with the help of the ice moving device 15, the ice moves, and falls through the partition 2 into the tank 8. The water level in the tank 4 is maintained by the flow of melted water (hydro-ice mixture) from tank 8 by circulation pump 9, and supply of cold tap water to tank 8 from tank 12 using circulation pump 13. Excess water-ice mixture from tank 8 can also be used to cool, for example, milk, or to cool the premises of agricultural facilities not shown in the drawing).

В емкости 8 установлен нагревательный элемент 10, который соединен с солнечным коллектором 11. В результате нагревания лед растапливается, переходит в жидкое состояние (температурой 0-1°C), и перекачивается из емкости 8 в емкость 4 при помощи циркуляционного насоса 9. В емкость 4 непрерывно подается холодная водопроводная вода из емкости 12 циркуляционным насосом 13. Цикл циркуляции холодной водопроводной воды замыкается.A heating element 10 is installed in the tank 8, which is connected to the solar collector 11. As a result of heating, the ice melts, turns into a liquid state (at a temperature of 0-1 ° C), and is pumped from the tank 8 to the tank 4 using the circulation pump 9. Into the tank 4, cold tap water is continuously supplied from the tank 12 by the circulation pump 13. The cold tap water circulation cycle is closed.

В емкости 6 установлен блок для электрофизического воздействия 21, который понижает температуру замерзания солевого раствора (антифриза), который затем поступает в силиконовые пластины теплообменника 5, для увеличения количества намораживаемого льда на ее поверхности и, тем самым, увеличивая количество получаемой энергии фазового перехода вода-лед.A unit for electrophysical action 21 is installed in the tank 6, which lowers the freezing point of the saline solution (antifreeze), which then enters the silicone plates of the heat exchanger 5, to increase the amount of frozen ice on its surface and, thereby, increasing the amount of energy received from the phase transition water - ice.

В качестве блока для электрофизического воздействия 21 может применяться сверхвысокочастотный генератор (частота магнетрона 2450 МГц, номинальная мощность - 800 Вт, продолжительность 120 с., объем раствора 50 мл), который понижает температуру замерзания эвтектического раствора концентрацией 23,1% с -21,2 до -25°C, а раствора концентрацией 20% - с -16,6 до -18,5°C. Также в качестве блока для электрофизического воздействия 21 может применяться электрогидравлическая установка (напряженность 35 кВ, электрическая емкость 0,2 мкФ, расстояние воздушного зазора 10 мм, между электродами 10 мм, форма электродов «острие-плоскость», 1000 разрядов, объем 2,5 л), при электрогидравлическом воздействии на 20% раствор наблюдается понижение температуры замерзания с -16,6 до -19°C.A microwave generator (magnetron frequency 2450 MHz, rated power - 800 W, duration 120 s, solution volume 50 ml) can be used as a block for electrophysical influence 21, which lowers the freezing point of a eutectic solution with a concentration of 23.1% from -21.2 to -25°C, and a solution with a concentration of 20% - from -16.6 to -18.5°C. Also, as a block for electrophysical action 21, an electro-hydraulic installation can be used (voltage 35 kV, electric capacitance 0.2 μF, air gap distance 10 mm, between electrodes 10 mm, shape of the electrodes "point-plane", 1000 discharges, volume 2.5 l), with electro-hydraulic action on a 20% solution, a decrease in the freezing point from -16.6 to -19 ° C is observed.

Предлагаемое техническое решение может быть использовано для создания тепловых насосов, использующих энергию фазового перехода вода-лед, для отопления сельскохозяйственных объектов, а также для получения водоледяной смеси для охлаждения продуктов в сельскохозяйственном производстве, например, свежевыдоенного молока.The proposed technical solution can be used to create heat pumps using the energy of the water-ice phase transition for heating agricultural facilities, as well as to obtain a water-ice mixture for cooling products in agricultural production, for example, freshly milked milk.

Claims (1)

Льдогенератор на плоском теплообменнике c электрофизическим воздействием, содержащий емкость, циркуляционный насос, отличающийся тем, что снабжен испарителем, теплообменником, компрессором, конденсатором, дроссельным вентилем, солнечным коллектором, устройством для перемещения льда, при этом емкость устройства разделена перегородками с теплоизоляционным материалом на три емкости, емкость для воды с теплообменником, емкость для антифриза с испарителем, и емкость для сбора и растапливания льда, которые соединены трубками с циркуляционными насосами для циркуляции антифриза из емкости для антифриза с испарителем в силиконовые пластины емкости для воды с теплообменником, для циркуляции водоледяной смеси из емкости для сбора и растапливания льда в емкость для воды с теплообменником, для циркуляции холодной водопроводной воды в емкость для сбора и растапливания льда, причем в емкости для антифриза с испарителем установлен блок для электрофизического воздействия, понижающий температуру замерзания антифриза, увеличивая количество получаемой энергии фазового перехода вода-лед, а испаритель выполнен в виде трубки змеевикового типа, а теплообменник выполнен в виде нескольких параллельно установленных полых силиконовых пластин, на поверхности которой образуется лед, а внутри нее циркулирует антифриз для переноса энергии фазового перехода вода-лед к теплообменнику потребителя, для отделения льда от поверхности силиконовых пластин предусмотрен пьезоэлектрический излучатель ультразвука, расположенный в емкости, который при помощи устройства для перемещения льда перемещается в емкость для сбора и растапливания льда, в котором установлен нагреватель, соединенный с солнечным коллектором.Ice maker on a flat heat exchanger with an electrophysical effect, containing a container, a circulation pump, characterized in that it is equipped with an evaporator, a heat exchanger, a compressor, a condenser, a throttle valve, a solar collector, an ice moving device, while the container of the device is divided by partitions with heat-insulating material into three containers , a water tank with a heat exchanger, an antifreeze tank with an evaporator, and a tank for collecting and melting ice, which are connected by pipes with circulation pumps for circulating antifreeze from the antifreeze tank with an evaporator to the silicone plates of the water tank with a heat exchanger, for circulating the water-ice mixture from containers for collecting and melting ice into a container for water with a heat exchanger, for circulating cold tap water into a container for collecting and melting ice, and a unit for electrophysical action is installed in the container for antifreeze with an evaporator, which lowers the freezing temperature antifreeze, increasing the amount of energy received from the water-ice phase transition, and the evaporator is made in the form of a coil-type tube, and the heat exchanger is made in the form of several parallel hollow silicone plates, on the surface of which ice forms, and antifreeze circulates inside it to transfer the energy of the phase transition water-ice to the heat exchanger of the consumer, to separate the ice from the surface of the silicone plates, a piezoelectric ultrasound emitter is provided, located in the tank, which, using an ice moving device, moves to the tank for collecting and melting ice, in which a heater connected to the solar collector is installed.
RU2021120638A 2021-07-13 2021-07-13 Ice generator on flat heat exchanger with electrophysical effect RU2767525C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021120638A RU2767525C1 (en) 2021-07-13 2021-07-13 Ice generator on flat heat exchanger with electrophysical effect

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021120638A RU2767525C1 (en) 2021-07-13 2021-07-13 Ice generator on flat heat exchanger with electrophysical effect

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2767525C1 true RU2767525C1 (en) 2022-03-17

Family

ID=80737116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021120638A RU2767525C1 (en) 2021-07-13 2021-07-13 Ice generator on flat heat exchanger with electrophysical effect

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2767525C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0621752B2 (en) * 1987-03-04 1994-03-23 高砂熱学工業株式会社 Ice storage device for heat storage
RU2412401C1 (en) * 2009-08-27 2011-02-20 Сергей Викторович Коровкин Heating system of domestic building
RU2454616C1 (en) * 2011-02-25 2012-06-27 Сергей Викторович Коровкин Ice generator and ice generation method
RU2490567C1 (en) * 2012-09-10 2013-08-20 Сергей Викторович Коровкин Method of ice generation
JP6021752B2 (en) * 2013-06-25 2016-11-09 三菱重工業株式会社 Ship operation method and ship operation device
CN108826747A (en) * 2018-08-15 2018-11-16 侴雨宏 Horizontal tube falling film, which freezes, switches the driving multiple-effect desalination of ice-melt ice source heat pump

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0621752B2 (en) * 1987-03-04 1994-03-23 高砂熱学工業株式会社 Ice storage device for heat storage
RU2412401C1 (en) * 2009-08-27 2011-02-20 Сергей Викторович Коровкин Heating system of domestic building
RU2454616C1 (en) * 2011-02-25 2012-06-27 Сергей Викторович Коровкин Ice generator and ice generation method
RU2490567C1 (en) * 2012-09-10 2013-08-20 Сергей Викторович Коровкин Method of ice generation
JP6021752B2 (en) * 2013-06-25 2016-11-09 三菱重工業株式会社 Ship operation method and ship operation device
CN108826747A (en) * 2018-08-15 2018-11-16 侴雨宏 Horizontal tube falling film, which freezes, switches the driving multiple-effect desalination of ice-melt ice source heat pump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU193062U1 (en) Heat exchanger for water-ice phase transition energy
RU2686717C1 (en) Apartment heating system
CN114829711A (en) Device for collecting atmospheric steam
CN106091076A (en) A kind of heat source tower heat pump using salt-free formula external auxiliary heating frosting-proof device
Eames et al. An experimental investigation into the integration of a jet-pump refrigeration cycle and a novel jet-spay thermal ice storage system
RU194308U1 (en) Heat exchanger for water-ice phase transition energy
RU2732603C1 (en) Apparatus for producing energy of a water-ice phase transition
RU2767525C1 (en) Ice generator on flat heat exchanger with electrophysical effect
JP2560104B2 (en) In-pipe ice making unit and in-pipe ice making method
RU2769853C2 (en) Device for producing energy of water-ice phase transition
RU2730865C1 (en) Apparatus for producing energy of a water-ice phase transition with a plate heat exchanger
RU2732581C1 (en) Apparatus for producing energy of water-ice phase transition
RU2733527C1 (en) Device for obtaining energy of water-ice phase transition with thermoelectric module
RU2715858C1 (en) Apparatus for producing energy of a water-ice phase transition
RU2168584C2 (en) Cold accumulating device
RU2423824C1 (en) Refrigerating plant for milk cooling using natural and artificial cold
RU2655732C1 (en) Energy-saving refrigeration unit with combined natural and artificial cold accumulator for livestock farms
WO2008108744A1 (en) Device for deicing an air-cooler for the refrigerated showcase of shop equipment
WO2015099547A1 (en) Feed collector, particularly for a multiple source heat pump
RU197873U1 (en) DEVICE FOR PRODUCING ICE WATER
RU2143033C1 (en) Device for mass production of fresh water by condensation of water vapors from air
CN100582609C (en) Ejector pump liquid supply vertical cylinder ice machine
RU188446U1 (en) Multifunctional compact cold battery
CN207649200U (en) Use the refrigerator of micro-channel heat exchanger evaporation condensed water
CN110818166A (en) Device for continuously desalting seawater by freezing seawater