一种基于净水器废水回收的制冰机冷却机构的制作方法
本发明涉及净水器废水回收，尤其涉及一种基于净水器废水回收的制冰机冷却机构。
背景技术：
1、净水器是按对水的使用要求对水质进行深度过滤、净化处理的水处理设备，其依靠ro反渗透膜的高精度过滤特性截留水中的钙镁离子、重金属、悬浮物等杂质，产出可直接饮用的洁净水体，且为避免截留污染物在膜表面积累堵塞，也需持续以部分进水冲刷膜面并携带浓缩污染物排出，该部分排出的高浓度水体即为浓废水，在绝大多数应用场景中，该部分浓废水均直接排入市政污水管网，未得到有效利用，其中商用级ro净水器日均废水排放量可达数十至上百升，长期运行造成了显著的水资源浪费。
2、制冰机是商用餐饮、零售场景的常用制冷设备，常与ro净水器配套使用，以净化后的净水作为制冰水源，制冰机通过蒸汽压缩式制冷循环实现水体冻结制冰，完整制冷循环由压缩机、冷凝器、节流元件、蒸发器依次连通构成；其中冷凝器为制冷循环的核心散热部件，压缩机排出的高温高压气态制冷剂需在冷凝器中完成放热冷凝，方可经节流降压后进入蒸发器蒸发吸热实现制冰，冷凝器的散热效率直接决定制冰机的制冰速率、运行功耗与设备使用寿命。
3、目前常规制冰机主要采用风冷与水冷两种冷却方式：风冷式冷凝器依靠风机驱动环境空气对流散热，存在换热效率低、运行噪音大、环境温度升高后制冰能力显著衰减的缺陷，水冷式冷凝器以新鲜自来水作为冷却介质，换热效率高、运行稳定，但需持续消耗大量市政自来水，换热后的温水直接排放，水资源消耗量大，运行成本较高；
4、为解决上述问题，出现了将净水器浓废水回收用作制冰机冷却水源的思路，通过废水替代新鲜自来水完成冷凝散热，以实现废水资源化利用，降低冷却耗水量；但现有净水器废水回收冷却结构多采用壳管式集束腔体结构，即将多根制冷剂换热管集中布置于同一密闭箱体内，通过向箱体内持续通入废水实现降温冷却，该结构在实际运行中：一方面，废水在箱体内往往直通流动，流道形态平直单一，换热管壁表面会自然形成一层近乎静止的层流边界层，该边界层内水体流速极低，热量仅能通过缓慢的热传导方式传递，是换热过程中最大的热阻来源，同时整体换热系数低、冷凝效果差；另一方面，净水器浓废水硬度高、杂质含量大，箱体内水流流速分布不均，存在大量低速死角，钙镁离子与杂质极易在管壁低速区域沉积结垢，垢层会进一步增大换热热阻，缩减有效换热面积，设备运行一段时间后冷凝效率会大幅衰减，需频繁拆机清洗维护，严重制约了废水回收冷却设备的长期稳定运行。
5、因此，本技术提出了一种基于净水器废水回收的制冰机冷却机构。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于净水器废水回收的制冰机冷却机构。
2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
3、一种基于净水器废水回收的制冰机冷却机构，包括冷凝单元；
4、所述冷凝单元为多管束同轴套管式结构，包括若干组平行布置的同轴套管组件，每组所述同轴套管组件均包括用于流通制冷剂的内导管以及同轴套设于内导管外部的外套管，所述内导管与外套管之间形成有用于流通净水器产生的废水的环形冷却水腔；
5、若干组所述内导管的两端分别连通有集水罩，所述集水罩用于接入制冷机的制冷循环回路；
6、若干组所述外套管的两端分别连通有进水集管与出水集管，所述环形冷却水腔通过进水集管与出水集管接入净水器废水回收回路；
7、所述环形冷却水腔内同轴设置有螺旋导流翼片，所述螺旋导流翼片的内边缘与内导管外壁相贴合，且外边缘与外套管内壁相贴合，以将环形冷却水腔分隔为连续螺旋延伸的冷却流道；
8、所述螺旋导流翼片的螺距沿废水流动方向逐渐减小。
9、作为本发明的进一步方案，所述螺旋导流翼片可绕内导管的轴线周向自转。
10、作为本发明的进一步方案，所述螺旋导流翼片的两端同轴固定有支撑轴套，所述支撑轴套转动套设于内导管的外壁，所述螺旋导流翼片被设置为可由经冷却流道的废水冲击叶面产生周向力矩，实现无源自转。
11、作为本发明的进一步方案，所述支撑轴套上设置有从动磁吸组件，所述外套管的外侧对应从动磁吸组件的位置设置有主动磁吸组件，所述从动磁吸组件与主动磁吸组件透过管壁磁力耦合；
12、所述冷凝单元还包括旋转驱动单元，所述旋转驱动单元与主动磁吸组件传动连接，用于驱动主动磁吸组件绕外套管轴向转动，以通过磁力耦合带动螺旋导流翼片同步自转。
13、作为本发明的进一步方案，所述从动磁吸组件与主动磁吸组件之间磁力耦合的最大传动力矩大于低流量工况下废水冲击螺旋导流翼片的转动力矩，且小于额定流量工况下废水冲击螺旋导流翼片的转动力矩；
14、低流量工况下，所述旋转驱动单元通过磁力耦合带动螺旋导流翼片强制自转，额定流量工况下，所述从动磁吸组件与主动磁吸组件之间发生周向磁力打滑，所述螺旋导流翼片由废水冲击驱动无源自转。
15、作为本发明的进一步方案，所述从动磁吸组件包括内磁环，所述内磁环套设安装于支撑轴套外；
16、所述主动磁吸组件包括固定座和外磁环，所述固定座和外磁环均套设于外套管端部，且外磁环通过轴承转动连接于固定座上。
17、作为本发明的进一步方案，所述旋转驱动单元包括驱动部件与两个传动链条，两个所述传动链条对称设置在外套管两端，若干组所述外磁环的外侧均设置有环形链轮，且位于外套管同端的多组外磁环均与对应端的传动链条相啮合，所述驱动部件与两个传动链条传动连接，用于驱动若干组所述环形链轮同步转动。
18、作为本发明的进一步方案，所述制冷机的制冷循环回路还包括压缩机、膨胀阀和蒸发器，所述压缩机、冷凝单元、膨胀阀和蒸发器通过管道依次连通，形成闭合的制冷循环回路；
19、所述蒸发器上还连接有制冰盒，用于通过制冷剂热使制冰盒内的水体冻结制冰。
20、作为本发明的进一步方案，所述进水集管包括进水总管以及设置于进水总管侧壁的若干个进水支管，若干个所述进水支管分别与对应外套管进水端连接，所述出水集管包括集液筒、设置于集液筒底端的排水管以及设置于集液筒侧壁的若干个出水支管，若干个所述出水支管分别与对应外套管出水端连接；
21、所述净水器废水回收回路还包括净水器滤芯，所述净水器滤芯的废水管路通过储水仓与进水总管连通，用于为冷凝单元供给冷却用废水；
22、所述净水器滤芯的净水管路分设有分支管一和分支管二，所述分支管一与制冰盒连通，用于供给制冰用水，所述分支管二穿设于集液筒的内部腔体中，用于对净水进行预热。
23、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
24、本发明采用多管束同轴套管式结构构成冷凝单元，单组内导管与外套管之间围合形成环形冷却水腔，其内装配螺旋导流翼片将直通式环形冷却水腔分隔为连续螺旋延伸的独立冷却流道，废水沿螺旋导流翼片的导向做螺旋环绕式流动，可极大延长废水与换热管壁的有效换热路径，大大提高换热冷却效果，同时持续形成径向二次水流，不断冲刷剥离管壁处静止的层流边界层，大幅降低换热热阻，进一步加强管壁换热能力，且能够全域旋转冲刷消除管壁堆垢，持续的水流剪切力能够抑制水中垢晶在管壁附着析出，有效适配净水器废水回收冷却用的工况；
25、通过螺旋导流翼片的渐缩螺距设计，可使后端水流获得更高流速与更强管壁冲刷力，一方面通过提高后端水流流速补偿换热温差持续衰减带来的换热能力下滑，均衡换热强度，更好地充分利用全部换热管壁面积，另一方面可对高温高结垢风险区域施加更强的水流剪切冲刷，从而有效延缓后端管壁的垢层堆积，大大保障了装置的长期稳定运行；
26、本发明将螺旋导流翼片设置为可自转结构，螺旋导流翼片整体周向自转，自转过程中其外边缘始终贴合外套管内壁持续滑动刮擦，内边缘贴合内导管外壁同步转动刮拭，从而可对内外两侧换热管壁形成360°全域、无死角的连续动态清垢，且通过设置磁力耦合辅助驱动结构，当螺旋导流翼片无法持续自转，即在低流量工况、水力驱动力不足时，可驱动螺旋导流翼片强制自转，保证低流量等工况下依然具备持续、稳定的动态刮垢与湍流强化效果，实现双工况自适应切换运行。