一种基于微通道换热器的制冰机冰模蒸发器

本发明涉及制冰机，具体为一种基于微通道换热器的制冰机冰模蒸发器。

背景技术：

1、制冰机是一种用于生产冰块或冰片的设备，通常包括压缩机、蒸发器、冷凝器和控制系统等组件。其工作原理是通过压缩机将制冷剂压缩成高压气体，然后通过冷凝器散发热量，使其冷凝成高压液体，再通过膨胀阀减压后进入蒸发器蒸发，吸收水的热量，使冰模中的水转换为成冰块或冰片。

2、为提升制冰效率，现有领域内研究多针对制冷剂替代，循环参数优化等方面，改进冰模蒸发器结构的研究不多。

3、现有制冰机的蒸发器通常采用传统的换热器结构，存在能耗高、效率低、制冰速度慢等问题。传统的制冰机蒸发器对能源的利用率不高，同时在制冰过程中往往会出现结霜、结冰、换热不均、应力过大等现象，影响制冰效果和设备寿命。因此，对于换热器和制冰机的性能优化和提升仍然具有重要的研究意义。

4、微通道换热器是一种利用微米尺度通道进行换热的设备，通常用于微流体热管理系统中。按外形尺寸可分为微型微通道换热器和大尺度微通道换热器，其中大尺度微通道换热器已经在工业制冷、余热利用、汽车空调、家用空调、热泵热水器等领域展开了应用，其尺度范围通常在微米到毫米级别。当流道尺寸小于3mm时,气液两相流动与相变传热规律将不同于常规较大尺寸,通道越小,这种尺寸效应越明显，当管内径小到0.5~1mm时,对流换热系数可增大50%~100%。因此这种换热器具有高换热效率、小体积、快速响应等优点。

5、基于此，本发明提出了一种基于微通道换热器的制冰机冰模蒸发器，该蒸发器利用了微通道换热器的结构形式，通过创新的结构设计和工艺处理，增大了制冷剂与冰之间的换热面积，实现了更高效的换热过程，减少了材耗，降低了能耗，提高了制冰速度和效率。该发明的应用前景广阔，可在大型工业制冰领域得到应用，具有显著的经济和社会效益。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术存在的不足而提供一种基于微通道换热器的制冰机冰模蒸发器，减少材料耗费，提高能量传递效率，提升制冰速度与品质。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于微通道平行流换热器的制冰机冰模蒸发器，包括蒸发器主体部分和冰模，所述蒸发器主体包括条板，连接扁管和隔板，冰模包括一系列线性等距排布的蓄冰槽。

4、进一步的，条板内部设有微通道孔以及方孔，微通道孔为制冷剂流道，方孔为水流道。

5、进一步的，条板的上端面有一个长梯形凹槽，下端面在两个长梯形凹槽的基础上有四个长半圆凹槽，用于条板之间的配合连接。

6、进一步的，连接扁管截面为半圆环，用于连接垂直方向的制冷剂流道。

7、进一步的，隔板上下端面有梯形柱体突出，柱体底面设有沟槽，目的是方便焊接，增强结构稳定性。

8、进一步的，蓄冰槽由条板上下端面和隔板左右端面组成。

9、进一步的，冰槽在沿条板长度方向伸展一定长度后，有横梁对冰模进行阻隔，横梁中间填充保温材料。

10、本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

11、该基于微通道平行流换热器的制冰机冰模蒸发器条板，通过采用微通道换热器的结构形式，大大增加了制冷剂与冰之间的换热面积，提高了制冰速度与效率，可以减少制冷剂流量和制冷系统能耗；与传统微通道换热器不同的是，采用半圆环扁管连接垂直方向的制冷剂流道，避免了集管的安置；脱冰时，在柱形方孔中通水，避免了系统设计的复杂；将制冷剂流道和水流道集成在条板中，且微通道流道相比于传统蒸发器直管式流道更细，进而起到节省材耗的作用；横梁的存在减少了脱冰托盘的面积，避免了脱冰时出现的底面不平和漏水等情况。

技术特征：

1.一种基于微通道换热器的制冰机冰模蒸发器，包括蒸发器主体部分(1)和冰模(2)，蒸发器主体部分(1)由条板(3)，连接扁管(4)和隔板(5)组成，条板(3)和隔板(5)垂直等距排布，构成了用于储存冰的长柱形蓄冰槽(6)，所述蓄冰槽(6)构成冰模(2)，所述条板(3)上设有若干微通道孔(7)和方孔(8)，其中，微通道孔(7)中为制冷剂流道，通过连接扁管(4)来连接垂直方向的条板(3)，所述连接扁管(4)和微通道孔(7)为蛇形结构排布，以构成完整的制冷剂回路，在条板(3)的上下端面分别设有长梯形凹槽(9)和长半圆凹槽(10)，条板之间并无焊接，由隔板(5)支撑。

2.根据权利要求1所述的一种基于微通道换热器的制冰机冰模蒸发器，所述连接扁管(4)的截面圆环的小圆直径大于上下条板最近的微通道孔之间的距离，大圆直径大于上下条板最远的微通道孔之间的距离。

3.根据权利要求1所述的一种基于微通道换热器的制冰机冰模蒸发器，所述微通道孔(7)和方孔(8)之间间隙比微通道孔之间的间隙较大，制冷剂只在垂直方向的条板(3)之间流动，竖直方向为一个回路，整个冰模蒸发器分为多个回路运行。

4.根据权利要求1所述的一种基于微通道换热器的制冰机冰模蒸发器，所述隔板(5)上下端面有梯形柱体突出，柱体底面设有沟槽(11)，在条板(3)上，对隔板(5)沟槽的(11)的两侧突出柱体进行点焊，中间的条板(3)由两边的隔板(5)固定，两侧的条板(3)由外部框架固定。

5.根据权利要求1所述的一种基于微通道换热器的制冰机冰模蒸发器，所述沟槽(11)中设有密封条。

6.根据权利要求1所述的一种基于微通道换热器的制冰机冰模蒸发器，所述冰槽(2)在沿条板(3)长度方向伸展一定长度后，有横梁(12)存在，横梁(12)中间填充保温材料。

技术总结本发明公开了一种基于微通道换热器的制冰机冰模蒸发器，包括蒸发器主体部分和冰模，蒸发器主体部分由条板，连接扁管和隔板组成，条板和隔板垂直等距排布，构成了用于储存冰的长柱形蓄冰槽，所有的蓄冰槽构成冰模，该装置通过条板采用微通道换热器的结构形式，大大增加了制冷剂与冰之间的换热面积，提高了制冰速度与效率，可以减少制冷剂流量和制冷系统能耗；与传统微通道换热器不同的是，采用半圆环扁管连接垂直方向的制冷剂流道，避免了集管的安置；脱冰时，在柱形方孔中通水，避免了系统设计的复杂；将制冷剂流道和水流道集成在条板中，且微通道流道相比于传统蒸发器直管式流道更细，进而起到节省材耗的作用。技术研发人员：赵红霞,张博文,辛公明,王晓鹏,刘卓,曾宏轩受保护的技术使用者：山东大学技术研发日：技术公布日：2024/5/19