슬러리 얼음
Slurry ice |
슬러리 얼음은 물의 용액과 동결점 감압제 내에서 형성되고 매달린 수백만 개의 "마이크로크리스탈"(일반적으로 직경 0.1~1mm)로 구성된 상변화 냉매다. 현장에서 사용되는 화합물로는 소금, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 이소부틸, 에탄올 같은 알코올, 수크로스, 포도당 같은 당분이 있다. 슬러리얼스는 얼음의 녹는 엔탈피(잠기열)도 사용되기 때문에 브라인과 같은 단상냉매에 비해 열 흡수력이 뛰어나다.
특성.
작은 얼음 입자 크기는 주어진 무게에 대해 다른 종류의 얼음보다 더 큰 열 전달 영역을 낳는다. 그것은 모든 사용 가능한 산업용 얼음 중에서 가장 높은 얼음 포장 인자인 700 kg/m까지3 밀도가 높은 용기 안에 포장될 수 있다.
구형 결정체는 유량 특성이 좋아 기존의 펌프와 배관을 통해, 그리고 직접 접촉 냉각 애플리케이션에서 제품을 통해 쉽게 분포할 수 있어 크레페로 흐를 수 있으며, 다른 전통적인 형태의 얼음(플라이크, 블록, 쉘 등)보다 표면 접촉이 크고 냉각이 빠르다.
유량 특성, 높은 냉각 용량, 적용 유연성은 슬러리 빙하 시스템을 기존 빙하 발전기와 냉동 시스템의 대체품으로 만들고, 에너지 효율을 70% 향상시킨다. 표준 시스템의 약 45%에 비해, 얼음 1톤당 프레온 소비량 감소, 운영 비용 절감.
응용 프로그램 필드
슬러리 얼음은 일반적으로 광범위한 에어컨, 포장 및 산업용 냉각 과정, 슈퍼마켓, 생선, 농산물, 가금류 및 기타 부패하기 쉬운 제품의 냉각 및 보관에 사용된다.
슬러리 얼음은 시스템에 큰 변화 없이 기존 냉각 또는 동결 브라인 시스템의 냉각 효율을 최대 200%까지 높일 수 있으며(즉, 열 교환기, 파이프, 밸브), 펌핑에 사용되는 에너지 소비량을 줄일 수 있다.
이점
슬러리 얼음은 또한 내수성 운송 용기의 식품 처리 애플리케이션에서 제품의 직접 접촉 냉각에도 사용된다. 다음과 같은 장점을 제공한다.
- 제품은 더 빨리 냉각된다 – 작은 결정의 부드러운 둥근 모양은 제품과 표면적이 최대한 접촉할 수 있도록 하며, 그 결과 열 전달을 더 빠르게 한다.
- 더 나은 제품 보호 – 매끄럽고 둥근 결정이 날카롭고 들쭉날쭉한 얼음(불꽃, 블록, 껍질 등)의 다른 형태와 달리 제품을 손상시키지 않는다.
- 고른 냉각 – 대부분 공기를 통해 열을 전달하는 다른 불규칙한 모양의 얼음과 달리, 슬러리 결정의 둥근 모양은 제품 전체를 자유롭게 흐르게 하여 모든 공기 주머니를 채워 원하는 저온을 균일하게 유지한다.
슬러리 얼음 생성기
슬러리 얼음은 독특한 형태의 제빙 기술을 사용하여 생성된다. 전통적인 얼음 생성기는 슬러리 얼음에서 발견되는 작고 구형 결정이 아니라 날카롭고 건조한 얼음 조각을 생산한다. 전통적인 브라인 냉각기 시스템에서는 용액 내부에 형성되는 결정이 시스템을 막거나 손상시킬 수 있다.
스크래핑된 표면 생성기
슬러리 얼음 발전기에 대한 세계 최초의 특허는 1976년 캐나다의 Sunwell Technologies에 의해 출원되었다. 선웰 테크놀로지스는 1970년대 후반에 슬러리 얼음을 딥칠 얼음이라는 상표명으로 도입했다. 슬러리 얼음은 액체 안에서 구형 얼음 결정체를 형성하는 과정을 통해 생성된다. 슬러리 얼음 발생기는 긁힌 표면의 수직 쉘과 튜브 열 교환기다. 냉매가 흐르는 동심 튜브와 내부 튜브 내 수분/냉동 지점 감압 용액으로 구성된다. 내부 튜브의 내부 표면은 원래 선웰 설계에서 중앙 샤프트, 스프링 장착 플라스틱 블레이드, 베어링 및 씰로 구성된 와이퍼 작동 메커니즘을 사용하여 닦는다. 튜브 표면 근처의 용액에 형성된 작은 얼음 결정체는 표면으로부터 닦아내고 얼지 않은 물과 섞여서 슬러리를 형성한다. 다른 슬러리 얼음 발전기들은 원래 플레이크 얼음을 만들기 위해 고안된 오거를 사용하여 표면을 닦는 긁힌 표면의 첫 번째 아이디어를 채택했다. 와이퍼는 또한 얼음 결정화를 위한 브러시 또는 유동화된 침대 열 교환기가 될 수 있다. 이 열 교환기에서 강철 입자는 표면에서 결정체를 기계적으로 제거하는 유체와 함께 순환한다. 출구에서는 강철 입자와 슬러리 얼음이 분리된다.
직접접촉발생기
무수히 많은 일차 냉매가 증발하여 물을 과포화시키고 작은 부드러운 결정체를 형성한다. 직접 접촉 냉각으로 인해 브라인과 냉매 사이에 물리적 경계가 없어 열 전달 속도가 높아진다. 그러나 이 시스템의 주요 단점은 소량의 냉매가 결정체에 갇힌 채 브라인에 머무른다는 것이다. 이 냉매는 슬러리와 함께 발전기에서 나와 환경으로 펌핑된다.
과냉각 발전기
순수수는 냉각기에서 -2°C까지 과냉각하여 노즐을 통해 저장탱크로 방출한다. 방출 시 그것은 2.5%의 얼음 분율 내에서 작은 얼음 입자를 형성하는 위상 전환을 겪는다. 저장 탱크에서 얼음과 물의 밀도 차이로 분리된다. 냉수를 과냉각한 후 다시 방출하여 저장탱크 내의 얼음분수를 증가시킨다. 그러나 과냉각수의 작은 결정이나 표면의 핵세포가 얼음결정의 씨앗으로 작용하여 발전기를 차단할 수 있다.
참고 항목
참조
- 마이클 카우펠드, 카와지 마사히로, 피터 W. 에골프. 아이스 슬러리에 관한 안내서. IIR ISBN2-913149-44-8
- 델프트 공과대학(NL)
