日本过冷水动态制冰研究开发现状
制冰市场调查报告

引言:本文是针对制冰市场的调查报告(二)的详细阐述。
通过对市场的调查,我们对制冰行业的现状和未来发展趋势有了一定的了解。
本报告旨在为从业者、投资者及相关行业提供有价值的信息和参考。
概述:制冰是指通过人工方式制作冰块或者冰片的过程。
随着社会及经济的发展,制冰行业也得以快速发展,各种制冰设备和技术层出不穷。
本文将从市场规模、市场竞争、技术发展、消费者需求以及发展趋势等方面对制冰市场进行细致的分析。
正文内容:1. 市场规模(1)全球制冰市场规模全球制冰市场规模逐年增长,并呈现出多元化的发展趋势。
据统计数据显示,预计全球制冰市场在未来五年内将保持稳定增长,并在2025年达到X亿元。
(2)国内制冰市场规模随着冷链物流的快速发展,国内制冰市场规模同样呈现出增长的态势。
预计国内制冰市场将在未来几年内保持稳定增长,并在2023年突破X亿元。
2. 市场竞争(1)竞争对手分析目前,国内制冰市场竞争对手主要集中在A公司、B公司和C 公司等。
这些公司在制冰设备和技术上具备一定的优势,通过不断创新和提高产品质量满足市场需求。
然而,市场上的竞争依然激烈,其他新兴公司也开始涌现,给市场带来了更大的竞争压力。
(2)市场份额分析在国内制冰市场中,A公司占据了X%的市场份额,成为市场的领导者。
其次是B公司和C公司,分别占据X%和X%的市场份额。
其他小型企业则分别占据了剩余的市场份额。
3. 技术发展(1)制冰设备技术制冰设备技术是制冰行业发展的关键。
目前,高效节能的制冰设备备受市场青睐。
传统的制冰设备逐渐被新型的节能制冰设备取代。
新技术的应用使制冰设备的效率提升了X%,并能够更好地满足市场需求。
(2)制冰工艺技术随着制冰技术的不断创新,制冰工艺也在不断改进。
例如,采用先进的冷冻技术和控温系统,制冰过程更加稳定可靠,从而提高了制冰产量和质量。
4. 消费者需求(1)制冰产品需求在餐饮业、食品加工业、医药行业等领域,对制冰产品的需求日益增长。
科技成果——过冷水式动态制冰(动态冰蓄冷)技术

科技成果——过冷水式动态制冰(动态冰蓄冷)技术所属行业空调、热工应用设备行业适用范围蓄冷中央空调系统、蓄冷区域集中供冷系统、各种工艺冷却系统、食品渔业等冷藏保鲜、混凝土冷却等成果简介1、技术原理在过冷水动态制冰过程中,冰层不在换热表面生长,因而水与冷媒之间热阻并不随制冰的过程进行而改变,过冷水动态制冰制出的“泥状冰”是一种冰水混合物,其中的冰晶呈微小的针状或鳞片状,与块状冰相比,泥状冰与取冷冷媒之间的换热系数较大,能够在短时间内释放出大量的冷量。
2、关键技术采用板式换热器通过高效对流换热方式制取-2℃的过冷水,再促晶生成冰浆,该动态制冰方式把传热和结冰两个环节在时间和空间上分离,从而实现低温差高效率传热并结冰,大大降低制冰能耗。
过冷却器是过冷水动态制冰的关键器件,过冷水处于一种亚稳定状态,水在进入过冷器前就要采取防止结冰的措施,当在过冷器出口获得较大过冷度的水时,可迅速消除过冷状态使得冰晶出现。
一般过冷水与挡板、器壁或两部分过冷水之间发生激烈冲击,会破坏过冷水的过冷状态。
过冷水动态制冰过程中水与冷媒之间始终保持较大的换热系数,因而过冷水连续制冰能够提高冰蓄冷空调的用能效率,泥状冰可以随水在管道中直接输送,从而提高冷量的输送效率,与传统的冷冻输送方式相比,输送冰浆可以降低泵耗,减小管道直径和末端换热面积,有着广阔的应用前景。
3、工艺流程过冷水动态制冰概念图和动态冰蓄冷空调系统示意图如下:过程描述:过冷水动态制冰系统通常包括过冷却器、过冷解除装置、蓄冰槽。
水从蓄冰槽中抽出,温度为0℃或稍高于0℃,经过冷却器与冷媒换热后变成温度低于0℃的过冷水,过冷水经过过冷解除装置后过冷状态被破坏,变成冰水混合物进入蓄冰槽,在蓄冰槽中冰水分离,分离出来的水继续在系统中循环。
主要技术指标:(1)传热效率高、制冰速度快。
动态制冰过程中不但避免了因冰层聚集而引起的导热热阻,还通过强制对流大幅度提高了系统的整体换热性能,从而提高了制冰速度。
冰输冷降温系统的基本原理

冰输冷降温系统的基本原理冰的吸热能力分析小于0C o 冰的比热为 2.09)//(C kg KJ o,即单位质量的冰温度每升高1C o 能吸收2.09)//(C kg KJ o 的热量;冰的溶解潜热为335)//(C kg KJ o,即从0C o 的冰溶解为0C o 的水时,能吸收335KJ 的热量;水的比热为4.187)//(C kg KJ o.即单位质量0C o 的水温度每升高1C o ,所吸收的热量为4.187KJ 。
则低于0C o 的冰融解为高于0C o的水,单位质量的冰输冷能力为:)()(31t i m t i T T C Q T T C DSTL -⨯++-⨯=式中:——冰的比热,。
——冰水相变潜热,。
——水的比热,。
——冰的相变温度,0C o 。
——冰晶的平均温度,取制冰末期温度范围上下限的平均值,末期温度一般在-3~-9:; 用冷水输冷时,要去掉式中涉及相变潜热和冰的显热部分,即: )(3t i T T C DSTL -⨯=0C o冷水吸热后最终水温升至5C o 时,1C o 的冰,相当于99.7KW ·h 。
因此理论上,在水和冰两种输冷介质同样体积下,并输冷能力约为水输冷能力的17倍。
冰输冷降温系统的工作原理冰输冷降温系统的主要原理是利用冰融解需要吸收大量的热通过冰水直接接触换热,理想状态下可以直接将水冷却到接近0,然后把换热所得冷水送到各工作面进行降温。
冰输冷降温系统主要由制冷制冰、冷凝散热、输冰融冰和输冷散冷四个有机部分组成,地面制冰站制冰,通过管道输送,最终将冰晶送至井下的融冰装置。
在融冰装置内,冰与井下降温系统的回水进行充分热交换,产生接近0的冷水,再被输送到需要降温的工作地点。
并输冷降温系统工艺简图如下:冰输冷降温系统的理论体系冰输冷降温的系统结构模型如下图所示:冰的制备方法及选择制冰方法有静态制冰和动态制冰两种方式。
所谓静态制冰是指在冷却管外或盛冰容器内结冰,冰处于相对静止状态;所谓动态制冰是指生成的冰浆或冰晶处于运动状态。
相变蓄冷技术的研究现状和发展

冷的空调系统管路和风机的投资和运行 费用均 比
水蓄冷低。
一
44 一
维普资讯
《 冷藏 技术》O7年 9月第 3期 ( 10期 ) 2O 总 2
表 l 制冰 方 法分 类
冰晶制冰法
制冰法 : 由低 沸点冷媒在水 中蒸 发产生 冰晶或与水不 相溶 的低温 高密度 液在水层 边喷 射 而获得显热利用 , 而制 冰 从 冷却方式 : 媒直接膨胀或盐水循环 冷却 冷
其 它制冰( 冰”法 “ )
干燥 冰晶制备法
制 冰法 : 由真空状态下 的水蒸发 , 导致高分子 物质 一水溶 液相变 冷却方式 : 的直接蒸发冷 却 水
维普资讯
《 冷藏技术>o7年 9 >o 2 月第 3 总 10 期( 2 期)
相变蓄冷技术的研究现状和发展
管 天 p / 、
( 南京 工程 学院能源与动力工程 学院 南京 2o l) 1O3
摘 要 本文介绍近年来相变蓄冷技术的研究现状及其进展 。指 出采用水 的相变蓄冷技术 已相对成 熟, 特别是静态冰蓄冷技术已得到普及 , 动态 冰蓄冷技术 中的传统 的冰浆发生方法也得到 了广泛应用 , 但新 型的过冷水动态冰浆发生方法还处在 实验室研究阶段 ; 气体水合物蓄冷 已有 小型系统在实验室内成功运 行, 但若要投入实际应用 , 尚需假 以时 F; t潜热型功能热流体蓄冷还处于理论和 实验研究阶段。
蓄冷小得多 , 易于在建筑物 内或周 围布置 冰蓄 冷
槽 。由于冰水温度较低 , 在相同的空调负荷下可以 减少冰水的供应量和空调系统的送 风量 , 采用冰蓄
受研究者关注。冰浆 可采用管道输运 , 其换热需采 用换热器。虽然这种动态制冰方式很有前途 , 但迄 今 尚未商业化。该系统 的性能测试和优化 、 管理技
冰蓄冷空调技术的现状及其应用

冰蓄冷空调技术的现状及其应用作者:谢家盼来源:《装饰装修天地》2016年第11期摘要:近年来,冰蓄冷空调技术得到了快速发展和广泛应用,研究其相关课题有着重要意义。
本文首先对相关内容做了概述,分析了蓄冷常用使用形式,并结合相关实践经验,从区域性蓄冷空调供冷站,以及冰蓄冷低温送风空调系统等多个角度,就蓄冷空调技术的发展前景展开了研究,阐述了个人对此的几点看法与认识,望有助于相关工作的实践。
关键词:冰蓄冷;空调技术;现状;应用前言作为一项实际应用效果良好的技术,冰蓄冷空调技术的优势特点不言而喻。
该项课题的研究,将会更好地提升对冰蓄冷空调技术的分析与掌控力度,从而通过合理化的措施与途径,进一步优化其在实际应用中的最终整体效果。
一、概述冰蓄冷空调以水或有机盐溶液作为蓄冷介质,在夜间运行制冷,将蓄冷介质转换成固态,在白天通过融化吸收热量,达到降温效果。
由于夜间为供电低谷时段电价较低,而白天处于用电高峰电价较高,冰蓄冷空调通过自身制冷蓄冷时段分别处于用电高峰和低谷时段的特点,既缓解了高峰时期的用电压力,提高用电低谷时段用电效率,同时也利用不同时段的电价差来节约用电费用,达到合理利用电力资源和减小国家电力工业建设投资的目的。
蓄冷技术在空调系统中的应用按存储介质的类型和存储介质的使用方式的不同可分为:水蓄冷、冰蓄冷、共晶盐系统、气体水合物蓄冷;按工作原理可分为潜热蓄冷、显热蓄冷和热化学蓄冷;按照蓄冷持续时间可分为昼夜蓄冷和季节性蓄冷;按照蓄冷时制冷剂与罐内介质是否接触可分为直接接触式蓄冷和间接接触式蓄冷。
目前,冰蓄冷技术因其蓄冷槽容积小,冷损小(2%-3%),节约成本,能耗低等优势而被广泛研究和应用。
冰蓄冷系统又包络静态冰蓄冷和动态冰蓄冷。
动态冰蓄冷按不同的制冰方式分为片冰式、冰晶式、水与非相溶液体直接接触换热制冰、油水乳化动态制冰等。
相对于静态蓄冰,动态蓄冰系统最主要的特点是制冰装置和储冰装置分离,蓄冰过程中冰结到一定厚度通过融冰使冰与制冰装置分离,输送到储冰装置,蓄冰过程是多次冻结完成。
日本大阪采暖制冷经验研究

铁 、 属加 工 、 品 、 织等 工业 为主 。大 阪市 、 、 金 食 纺 坍
泉北 临海 工业地 带为核心 区。耕地 大 部 为水 田 , 城
博 览会 ( X O’0) 采 用 了 区域 供 冷 , 束 后 并 EP 7 也 结 入 千里 新 城 系 统 。 在此 基 础 上 于 1 7 9 2年 制定 了 《 热供 给 事 业 法》 将 热供 给 事业 作 为“ 用 事业 ” , 公 , 确 立 了它 的技 术 和政策地 位 。
各 类建 筑约 3 0幢 。 同年 在该 地 区附近举 办 的世界
町 、 。首府 大阪市 。面积 约 1 9 村 8 4平 方公里 , 口 人 8 2万 , 占日本 人 n的 7 , 次于 东京 都。 8 约 % 仅
大 阪是 西 日本 的经济 中枢 , 济地 位仅 次 于东 经 京都 。轻 重 工 业综 合 发展 , 以机 械 、 电机 、 学 、 化 钢
热供 冷 的规 模相 对较小 。
为 了应 对全球 气候 变暖 以及热 岛效应 , 别 制 特
定了《 大阪府推广区域供冷供热产业的指导大纲》 ,
用 以推 广 区域 供热 供 冷 系统 , 进 余热 利 用 , 促 实现 热排 放 的降低 。截至 到 2 0 0 9年 9月 , 阪府 共有 大
1 4个供 热 区域 ,2家 供热 企 业。其 中业务 范 围 比 1
图 1 大 阪 临 海供 热 株 式 会社 南 港 供 热 中 心供 热 范 围
较大 的供 热企 业有 : 关西 电力 公司下 属 的关西 国 际 空港 热供 给 株 式会 社 、 户热 供 给株 式 会社 、 神 大阪 临海热供 给株 式会 社等 。 以关 西 电 力公 司下 属 的大 阪 临 海供 热株 式会 社 向大 阪南 港 地 区 的供 热 为例 。南 港供 热 中心 于 19 9 1年 1 2月获得 营 业执 照 , 1 9 于 9 4年 4月 正式 开始 营 业 ,主 要服 务对 象 为大阪 南 港宇 宙 广场 区 域 ,供 热总 面积 约为 2 a 1 ,供 热总 建筑 面积 约 为 h 7 5万 平方 米。
有关因素对冰浆制取过程中过冷度影响的实验研究
有关因素对冰浆制取过程中过冷度影响的实验研究陈泽全;刘曦;郑闽锋;雷晓健;李学来【摘要】实验研究了搅拌速度、液浴温度、添加醇类物质和成核剂等因素对冰浆形成过程中过冷度及结冰特征的影响。
结果表明,在制冰浆过程中,对水溶液进行搅拌有利于提高水过冷现象的稳定性。
在搅拌速度0~100r/min时,不容易出现过冷现象而直接结冰;过冷度随搅拌速度增大而增大,在搅拌速度为200r/min时达到最大值4.35℃,之后过冷度急剧下降。
在液浴温度降低情况下水过冷度先明显变大,随后变化不明显。
添加乙二醇后,有效的改善了冰晶的细腻程度,在低浓度区(乙二醇浓度<6%),过冷度呈小幅上升趋势;在中高浓度区(乙二醇浓度>6%),过冷度随着乙二醇浓度的增加急剧的减小。
添加成核剂后过冷度明显下降,过冷解除时间提前,与硫酸铁和二氧化硅相比,硼砂成核性较差,但是形成的冰晶具有较好的特性。
%The influences of agitation speed , liquid bath temperature , alcohol additives and nucleation agents on supercooling degree and ice features in icing process are experimentally investigated in the present paper .The experi-mental results show that the agitation speed effects significantly on the phenomenon of supercooling .The water is not easy to supercooling and freezing directly when the agitation speed is less than 100 r/min.The supercooling degree increases with the agitation speed and reaches the maximum value 4.35℃at the agitation speed of 200 r/min, later supercooling degree declined sharply.When the refrigerant temperature is reduced , the supercooling degree signifi-cantly increases at first and then does not change obviously.The ice crystals become fine and smooth when the ethyl-ene glycol is added in the water.In low-densityareas ( concentration of ethylene glycol <6%) , supercooling degree Increases slightly with the concentration of ethylene glycol.In high-density areas ( concentration of ethylene glycol >6%) , when the concentration of ethylene glycol increases , the supercooling degree decreases sharply.After the nu-cleating agents were added , supercooling degree decrease sharply , the time of remove supercooling is in pared with iron sulfate and silica , borax nucleation is worse , but forming ice crystals have good charac-teristics.【期刊名称】《制冷》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】冰蓄冷;过冷度;搅拌速度;液浴温度;醇类添加剂;成核添加剂【作者】陈泽全;刘曦;郑闽锋;雷晓健;李学来【作者单位】福州大学化学化工学院,福建,福州350116;福州大学化学化工学院,福建,福州350116;福州大学化学化工学院,福建,福州350116;福州大学化学化工学院,福建,福州350116;福州大学化学化工学院,福建,福州350116【正文语种】中文【中图分类】TB691 引言近几年全国各地频繁出现用电荒,严重的“电荒”将会使得加工制造企业,特别是钢铁、有色、基础化工等电力成本所占比例较高的行业遭遇限电减产的局面,缺电成为制约经济发展的瓶颈。
日本冰雪行业报告
日本冰雪行业报告日本冰雪行业一直以来都备受关注,尤其是在冬季奥运会举办之际。
作为一个拥有丰富雪季资源的国家,日本的冰雪产业一直是国内外游客的热门选择。
本报告将对日本冰雪行业的发展现状、市场规模、发展趋势以及影响因素进行分析和总结。
首先,日本冰雪行业的发展现状。
日本拥有丰富的雪季资源,北海道、新潟、长野等地都是知名的滑雪胜地。
除了滑雪之外,日本还有许多温泉度假胜地和冰雕艺术节,吸引了大量国内外游客。
随着冬季奥运会的临近,日本政府也加大了对冰雪产业的投入,提升了相关设施和服务水平。
其次,日本冰雪行业的市场规模。
据统计数据显示,日本冰雪行业的市场规模近年来呈现稳步增长的趋势。
滑雪设施、雪具租赁、度假村酒店等相关产业都得到了较大的发展。
而且,随着国内外游客对冰雪旅游的热情不减,市场规模还有望进一步扩大。
再次,日本冰雪行业的发展趋势。
随着科技的进步,日本的冰雪产业也在不断创新。
比如,滑雪设施的智能化改造、冰雪运动的普及推广、冰雪旅游产品的多样化等都是日本冰雪行业未来的发展趋势。
同时,日本政府也在不断加大对冰雪产业的扶持力度,通过政策引导和资金投入,促进冰雪产业的可持续发展。
最后,影响日本冰雪行业的因素。
日本冰雪行业的发展受到多种因素的影响,比如自然环境、政策法规、市场需求等。
自然环境是冰雪行业的基础,雪季资源的充足与否直接关系到冰雪产业的发展。
政策法规则是冰雪产业发展的保障,政府的扶持政策和相关法规的制定都会直接影响冰雪产业的发展。
市场需求是冰雪产业发展的动力,消费者对冰雪旅游的需求和消费能力都是影响冰雪产业的重要因素。
综上所述,日本冰雪行业在不断发展壮大,市场规模不断扩大,发展趋势也十分乐观。
但是,冰雪产业的发展还面临着一些挑战,比如气候变化、人力资源短缺、竞争加剧等。
因此,日本冰雪产业需要不断创新,加大对人才的培养和引进,拓宽市场渠道,提升服务水平,以适应市场的需求和挑战。
希望本报告能为关注日本冰雪行业的人士提供一些参考和启发。
动态制冰溶液成核特性研究的开题报告
动态制冰溶液成核特性研究的开题报告一、选题背景与意义动态制冰(Dynamic Ice Making,DIM)技术广泛应用于工业、航空、航海、天文等领域,为解决寒冷环境下的野外工作提供了可行的解决方案。
然而,DIM技术仍然面临许多挑战,其中一个关键问题是如何在高效率和低温度下形成均匀、结构紧密的冰晶体,以达到预期的制冰效果。
因此,研究动态制冰溶液成核特性,探究溶液的物理化学性质对冰晶体生成的影响,对于提高动态制冰技术的效率和可靠性具有重要意义。
二、研究内容和方法研究内容:(1)分析动态制冰过程中液态水的成核特性,探究其形成冰晶体的机理和规律。
(2)分析冰晶体在不同冷却速率和温度条件下的生长过程,揭示冰晶体生长规律及生长速率与物理化学性质之间的关系。
(3)利用热分析仪、电子显微镜等现代实验手段,对动态制冰过程中的溶液样品进行物理化学特性测试,并通过相关性分析探究不同因素对冰晶体生成的影响。
研究方法:(1)采用Köhler理论分析动态制冰过程中液态水的成核特性。
(2)利用低温显微镜研究冰晶体在高效率冷却方式下的生长过程。
(3)将溶液样品分别置于不同温度环境下,对其物理化学性质进行分析测试,并利用相关性分析方法探究各因素对冰晶体生成的影响。
三、研究预期目标(1)揭示动态制冰过程中液态水的成核特性和冰晶体生长规律。
(2)探究影响冰晶体生成的物理化学因素,为提高动态制冰技术的效率和可靠性提供科学依据。
(3)提出优化动态制冰溶液成核特性的方法,为实际工程应用提供参考。
四、研究的可行性本研究选用了现代物理化学、热分析仪、电子显微镜等先进技术手段,通过对动态制冰过程中的液态水和冰晶体进行深入的物理化学性质研究,探讨溶液各项物理化学性质对冰晶体生成的影响,具有一定的可行性和实际应用价值。
过冷水动态制冰项目失败案例
过冷水动态冰的问题—东莞环球经贸中心(台商大厦、东莞目前最高楼)采用广州鑫誉4台过冷水蓄冰设备,投入运行
不到2年即停用,系统故障不断,包括:板换过渡
冻结、过滤器堵塞、板换堵塞、水泵损坏、电动阀
及传感器损坏等,目前已经停用,从冰蓄冷变为
水蓄冷,白天都在靠双工况主机直供。
制冰机内部及外部接管:里面就2个板换,但做了个外壳,阀门多损坏
制冰机外观:外壳,外面贴的都是水泵、阀门、过滤器记录
地上堆放的是拆除的过滤器滤芯,这个滤芯是一般家用净水机初级滤芯。
拆下的滤芯上都是铁锈和污垢,这些铁锈和污垢都是冰核,会导致过冷板换冻结,所以动态冰不是个稳态蓄冰系统,水质变化就会导致水过冷状态变化,导致无法产生过冷水或板换提前冻结。
*原因见论文。
维修记录:水泵频繁故障,维修最多的是水泵。
业务物业不知道原因。
(多数是因为冰沙损坏了叶轮,导致水泵运行会偏心,导致水泵轴承损坏及机械密封容易损坏)下面是水泵及其他设备的维修记录。
现场密密麻麻全是水泵,冰浆系统需要的水泵数量是一般蓄冰系统的2倍,水泵耗电量也是近2倍
目前蓄冰已经停用:业主都是靠主机直供在运行,直供时也要经过板换,还需要开启乙二醇泵增加泵耗电,主机运行效率低于常规空调系统。
*板换有2度的换热温差,主机乙二醇出口温度4-5度,才能保证冷冻水温
现场其他照片:管道设备密密麻麻,没有考虑维修,板换结垢都难以清洗。
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随着冰蓄冷技术的发展,出现了各种各样的制冰方式。
这些制冰方式可以分为两类,一类是水与冷媒直接热交换方式,一类是水与冷媒间接热交换方式。
后一类又包括静态制冰和动态制冰两种,动态制冰使用的制冰介质包括过冷水和水溶液。
表1比较了各种制冰方式的主要优缺点。
表1 各种制冰方式的主要优缺点比较[1-5]
制冰方式
主要优点
主要缺点
水与冷媒直接热交换方式
热交换效率高;生成冰激凌式冰,融冰过程负荷跟随性好。
水与氟利昂反应生成腐蚀性气体腐蚀管壁
静态制冰
易于实现。
随着制冰量的增加,水与冷媒之间的换热热阻增大,换热效率降低,制冷机工况变坏
水溶液动态制冰
制冰过程中一直保持较高的热交换效率,制冷机运行在较佳工况;生成冰缴凌式冰,融冰过程负荷跟随性好。
水溶液价格较昂贵;水溶液中细菌易于繁殖;随着制冰量的增加,水溶液浓度升高,相变温度降低,制冷机蒸发温度降低,工况变坏。
过冷水动态制冰
同上
运行不稳定,容易发生冻结。
1 过冷式过冷度影响因素的研究对作为一种物理现象的水的过冷现象进行研究,其实从50年代就开始了,但以工业应用为目的的研究却是从70年代后期开始的,日本这方面的工作则是从80年代初期开始的[7]。
最早的研究是为了利用过冷冻结凝缩法对有机性废水进行处理,随着冰蓄冷技术的推广使用,研究目的转向利用水的过冷现象进行动态制冰。
斋藤彬夫[8-13]和稻叶英男[14-16]通过大量实验,对静止情况下影响过冷水过冷度的因素进行了研究。
斋藤认为,在外界条件一定时,结冰的发生不是一个确定事件,他提出用概率的方法描述结冰的发生与过冷度之间的关系。
通过实验,斋藤发生,对流、振动对过冷度的影响不大,但突然的冲击会促使结冰的发生。
稻叶在对大量实验进行分析后,得到了下面的结论:(1) 过冷度与体积具有以下关系:△tm=13.4-14.8lnv
(1) 式中,△tm为过冷度,k;v为体积,cm3。
(2) 当使用玻璃试管时,水与试管的接触面积对过冷度的影响不大;当使用不锈钢试管时,水与试管的接触面积对过冷的影响较大。
(3) 在一定范围内,随着试管内壁粗糙度的降低,过冷度增大,但超出此范围后,过冷度不再受内壁粗糙度的影响。
(4) 过冷度与冷却速度成正比。
(5) 水中不同的杂质对过冷度有不同的影响。
(6) 水中悬浮粒子粒径小于某一值时,过冷度随县浮粒子粒径的增长大而减小,超出这一值后,过冷度不再随之变化。
(7) 使用玻璃管比不锈钢管能得到更大的过冷度。
最早对流动情况下影响过冷水过冷度的因素进行研究的是六串俊巳[7],通过实验他发现,管内流动水的过冷度随着l/d(l为管长;d为管径)的增大而增大,随着水流速的增加而减小;在层流区内,过冷度与re数的关系不大,在紊流区内,过冷度随着re的增大而减小。
稻叶[17-19]认为结冰的发生与否与"有效边界层"内通过的热量qs有关。
在层流和紊流情况下,他分别使用了两组不同的无因次量来拟合实验数据,反映各种因素对过冷度的影响。
层流θf =31.04gz*+1.0 (2) 紊流θf/nu = 6.94[gz*/(cfrenu)]0.385 (3) 其中θf为无因次过冷度;gz*为修正格雷兹数,从平均温度达到0℃的截面到结冰发生的截面的无因次距离。
高砂热学工业株式会社[3]的研究表明,流动过冷水能否保持稳定的过冷状态与水的流速、入口温度、出口温度、传热面的粗糙度均无关系,只与传热的温度有关。
传热最低温度只要不低于-5.8℃,过冷水就能够稳定地保持其过冷状态。
新菱工业株式会社的研究[20]认为,为使水具有较大的过冷度,传热面上的水流速度应达到0.1m/s以上,最好能够达到0.4~10m/s。
对于静止情况下影响过冷水过冷度因素的研究比较系统和完善,流动情况下影响因素的研究远没有达到这种程度。
稻叶公式(式(2)、(3))中使用了从平均温度为0℃的截面到结冰发生截面的无因次距离,实际上是一个能反映能量平衡的关系式,不能揭示出流动过冷水过冷度的影响因素。
高砂和新菱的研究偏于片面和肤浅,不能反映出问题的本质。
过冷水动态制冰系统通常包括三部分:过冷却器、过冷解除装置、蓄冰槽(如图1所示)。
水从蓄冰槽中抽出,温度为0℃或高于0℃经过过冷却器与冷媒换热后成为温度低于0℃的过冷水;过冷水经过过冷解除装置后,过冷状态被破坏,成为冰水混合物进入蓄冰槽,在蓄冰槽中冰水分离,分离出来的冰蓄存在蓄冰槽中,分离出来的水继续在系统中循环。
下面分别对这三部分进行介绍。