本發(fā)明涉及熱交換裝置技術領域，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：
國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要中明確指出，應將“建筑節(jié)能和綠色建筑”作為優(yōu)先主題，重點研究開發(fā)建筑節(jié)能技術與設備。我國長江中下游區(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)有的國家節(jié)能政策下迅速發(fā)展出來的。其在夏季按照常規(guī)的水冷冷水機組制冷模式運行，而在冬季冷卻塔轉化為吸熱設備—熱源塔運行，塔中循環(huán)防凍液從空氣中吸收熱量，熱泵機組冷凝器為用戶提供熱量，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備，從空氣中吸收熱量，如何提高熱源塔換熱性能，成為相關研究人員的重點。東南大學提出采用預凝式熱源塔，提出在溶液進入熱源塔之前采用翅片管換熱器先進行預熱、提高換熱量，減少水分進入熱源塔的量。另外不少專家對熱源塔和冷卻塔換熱特性進行對比分析，提出擴大熱源塔換熱面積、同時采用變流量噴頭實現(xiàn)盡可能在大負荷變化工況下?lián)Q熱面積最大。
本專利則根據(jù)熱源塔換熱過程中進出口溶液溫度低于0℃的特性，提出了一種具有制冰功能的熱源塔裝置及方法。
技術實現(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，實現(xiàn)溶液溫度的升高。
本發(fā)明提供的技術方案是：
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)包括風機、噴頭、填料層和儲液槽，所述制冰系統(tǒng)包括輸送電機、活動繩、固定桿、活動桿和儲冰槽；所述風機安裝于熱源塔塔頂，在熱源塔上部設有液體進口，所述液體進口通過管路連接風機下側的噴頭；所述熱源塔的中部區(qū)域為填料層，所述填料層下部與熱源塔塔底的儲液槽相連通，所述儲液槽底部設有液體出口；所述熱源塔側壁設有輸送口，在熱源塔裝置內(nèi)設有左輸送電機和右輸送電機，所述左輸送電機和右輸送電機分別通過左活動繩和右活動繩連接固定桿的兩端，在所述固定桿上設有平行于固定桿并可沿固定桿滑動的活動桿，所述活動桿上沿桿體均勻的設有若干掛槽，所述活動桿及活動桿掛槽上懸掛的小球通過輸送口進出熱源塔裝置。
進一步的，所述固定桿和活動桿通過所述左輸送電機和右輸送電機上下移動，所述固定桿和活動桿上移至輸送口處時，所述固定桿和活動桿的右側高、左側低。
進一步的，在所述輸送口外側下方設有儲冰槽。
進一步的，所述活動桿上設有一端連接掛槽的掛鉤，所述掛鉤的另一端連接在設有掛孔或掛柄的小球上。
進一步的，所述小球為軟性塑料球。
采用上述熱源塔裝置制冰的方法，熱源塔換熱過程為：從液體進口進入熱源塔的低溫溶液通過噴頭噴入熱源塔填料層中，在填料層中空氣與溶液進行熱質(zhì)交換，溶液溫度升高，熱質(zhì)交換后溶液流入儲液槽，儲液槽內(nèi)的小球在溶液中制冰，最后溶液通過液體出口流出熱源塔。
其中，制冰過程為：
(1)制冰過程：通過輸送電機下降固定桿和活動桿，將裝有水的小球浸入熱源塔儲液槽底部，小球內(nèi)的水釋放熱量給儲液槽內(nèi)的低溫溶液，小球內(nèi)的水凝固成為固態(tài)冰；
(2)取冰過程：左輸送電機、右輸送電機分別拉動固定桿和活動桿兩端的活動繩，將活動桿上凝固的冰球拉至輸送口處，且使活動桿右側高、左側低；
(3)移冰過程：通過左、右兩側高度差，使活動桿沿固定桿滑動，活動桿攜帶冰球從輸送口處移出熱源塔；
(4)儲冰過程：取下掛在活動桿上的冰球，冰球落入下方的儲冰槽中；
重新在活動桿上掛上裝有水的小球，將小球通過活動桿運送至儲液槽中，重復進行上述制冰過程。
其中，所述低溫溶液為冰點低于零度的載體介質(zhì)。所述儲液槽內(nèi)的溶液溫度為-5℃以下。
本發(fā)明利用水在0℃會發(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現(xiàn)其與溶液隔離，并通過活動桿、固定桿將水球放置熱源塔溶液槽底。通過塑料球中的水與溶液換熱，實現(xiàn)溶液溫度的升高。一方面可以實現(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場所、廚房等短時間高密度熱流的場所。
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，通過低溫溶液實現(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、娛樂等高熱流密度的場所。
第三、具有制冰功能的熱源塔裝置，采用左右輸送電機和活動繩自動實現(xiàn)冰球獲取和移出熱源塔，實現(xiàn)制冰過程較為方便。
附圖說明
圖1：本發(fā)明的熱源塔裝置的結構示意圖。
圖中：1-熱源塔系統(tǒng)，2-制冰系統(tǒng)，3-風機，4-噴頭，5-填料層，6-左輸送電機，7-右輸送電機，8-左活動繩，9-右活動繩，10-固定桿，11-活動桿，12-儲冰槽，13-儲液槽，14-液體進口，15-液體出口，16-輸送口，17-小球。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
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包括風機3、噴頭4、填料層5和儲液槽13；所述制冰系統(tǒng)2包括輸送電機、活動繩、固定桿10、活動桿11和儲冰槽12；所述風機3安裝于熱源塔塔頂，在熱源塔上部設有液體進口14，所述液體進口14通過管路連接風機3下側的噴頭4；所述熱源塔的中部區(qū)域為填料層5，所述填料層5下部與熱源塔塔底的儲液槽12相連通，所述儲液槽12底部設有液體出口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液槽，最后從液體出口15流出熱源塔。
所述熱源塔側壁設有輸送口16，在熱源塔裝置內(nèi)設有左輸送電機6和右輸送電機7，所述左輸送電機6和右輸送電機7分別通過左活動繩8和右活動繩9連接固定桿10的兩端，在所述固定桿10上設有平行于固定桿10并可沿固定桿滑動的活動桿11，所述活動桿11上沿桿體均勻的設有若干掛槽，所述活動桿及活動桿掛槽上懸掛的小球17通過輸送口16進出熱源塔裝置。
進一步的，所述固定桿10和活動桿11通過所述左輸送電機6和右輸送電機7上下移動，所述固定桿10和活動桿11上移至輸送口處時，所述固定桿和活動桿的右側高、左側低。
進一步的，在所述輸送口16外側下方設有儲冰槽12。
進一步的，所述活動桿11上設有一端連接掛槽的掛鉤，所述掛鉤的另一端連接在設有掛孔或掛柄的小球17上。
進一步的，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，熱源塔換熱過程為：從液體進口進入熱源塔的低溫溶液通過噴頭噴入熱源塔填料層中，填料層中空氣與溶液進行熱質(zhì)交換，溶液溫度升高，流入儲液槽，儲液槽內(nèi)的溶液最后通過液體出口流出熱源塔，制冰過程為：
(1)制冰過程：通過輸送電機下降固定桿和活動桿，將裝有水的小球浸入熱源塔儲液槽底部，小球內(nèi)的水釋放熱量給儲液槽內(nèi)的低溫溶液，小球內(nèi)的水凝固成為固態(tài)冰；
(2)取冰過程：左輸送電機、右輸送電機分別拉動固定桿和活動桿兩端的活動繩，將活動桿上凝固的冰球拉至輸送口處，且活動桿右側高、左側低；
(3)移冰過程：通過左、右兩側高度差，活動桿沿固定桿滑動，活動桿攜帶冰球從輸送口處移出熱源塔；
(4)儲冰過程：取下掛在活動桿上的冰球，冰球落入下方的儲冰槽中；
重新在活動桿上掛上裝有水的小球，將小球通過活動桿運送至儲液槽中，重復進行上述制冰過程。
其中，所述低溫溶液為冰點低于零度的載體介質(zhì)。所述儲液槽內(nèi)的溶液溫度為-5℃以下。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內(nèi)，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)，對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等，均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍之內(nèi)。