[发明专利]制冰机

说明书

本发明涉及一种冰的制造设备，特别是一种淡水冰的制造设备。

现有技术中的制冰机有片状制冰机、管式制冰机、块式制冰机等，都是以淡水做原料，而且结构复杂、体积大、能耗高，不适于以海水为制冰原料，也不适于海上作业。

专利号为ZL 96230744.0和公开号为CN 1133426A的中国专利文件中，提供了以海水为原料制备冰的设备，但在制冷技术上仍采用传统的压缩机制冷，需要较大的电力或其它形式能源的支持，为海上作业带来不便，而且能耗较大。

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种不仅可以以海水做为制冰原料及冷却水，而且可以将船尾气余热用于制冷的节约能源、海上作业方便的淡水制冰机，同时使制冰机的整体结构更适合于船用。

本发明的制冰机包括制冷循环系统和海水循环系统。

所述制冷循环系统采用氨水溶液吸收制冷的方法，该系统包括制冷剂提供系统、冰核生成器和制冷剂回收系统；其中制冷剂提供系统包括供热源、氨气发生器、氨气精馏柱、氨气冷凝回流器和氨冷凝器；供热源可以是液化气或柴油等非电力供热源，也可以是船发动机排气中的余热；制冷剂回收系统包括氨吸收器、氨水泵和热交换器。制冷循环系统是通过如下操作联接并进行制冷的：

氨气发生器中氨水溶液被供热源加热后氨气逸出，氨气依次进入氨气精馏柱和冷凝回流器，进行精馏和回流使氨气纯度提高，生成的纯氨气在氨冷凝器中冷凝成液氨；随着氨气的生成，制冷剂提供系统压力增大；生成的液氨经过减压进入冰核生成器的夹套，将冷量传递给冰核生成器中的海水，夹套内的液氨吸热气化后，进入氨吸收器，被氨吸收器中的稀氨水溶液吸收，生成浓氨水溶液，再用氨水泵打入热交换器，再进入氨气精馏柱，循环使用。

随着制冷剂的形成，氨气发生器中氨水溶液的浓度不断下降，当浓度低于33％时，打开氨气发生器与氨吸收器之间的阀门，使稀氨水溶液进入氨吸收器，用于吸收氨气。

海水循环系统包括冰核生成器、养晶器和海水热交换器，养晶器可以直接用船舱，其底部设有海水流出口，顶部设有冰晶入口，该系统是通过如下操作联接并进行海水循环的：

养晶器底部流出的海水，进入冰核生成器内筒，被制冷剂冷却后，在器壁上生成微小的淡水冷晶，被刮板刮下后，与部分海水一起被送入养晶器内，较小的冰晶被养晶器内的海水溶化，放出冷量，传递给较大的冰晶，使较大的冰晶生长成淡水冰粒悬浮于养晶器中的海水面上；随着淡水冰粒的不断生成，海水的盐浓度不断增浓，必须部分从养晶器中排出，同时向系统补充新鲜海水，使系统内海水的盐浓度保持一定；从养晶器中排出的浓海水和从海中补充的新鲜海水在海水热交换器中进行冷热交换，回收排出海水的冷量后，浓海水再从海水热交换器中排出，节约能源，补充进去的海水被降温，然后被送入冰核生成器，进行海水循环。

冰核生成器的内部结构为现有技术，在专利CN 1133426A中已有描述，其采用夹套式结构，夹套内装有制冷剂，内筒装有循环着的海水；冰核生成器的内筒中间设有与电机相连的旋转轴和与其同转的刮板，连续转动，用于刮下在内壁面生成的微小淡水冰晶，并使海水在内壁面保持紊流流动，使传热壁面的流动边界层最小，达到高效的传热表面；其内外筒下端分别设有海水入口、制冷剂入口，上端分别设有海水出口和制冷剂出口；夹套的热交换器面采用高热通量的铝多孔表面，强化沸腾传热的表面，经过双面强化后的冰核生成器的热交换壁面总传热系数很高，因而使制冷机的体积小、重量轻、高效节能。

冰核生成器可以采用卧式或立式，立式更节省占用面积，适合小型船使用。

由于本发明的制冰机采用的介质为海水，因而与海水接触的冰核生成器采用不锈钢或铜镍合金制作，所有流动海水的管道和泵采用塑料制作，可以延长设备的使用寿命。

本发明的制冰机制出的淡水冰的含盐量在0.02％以下(w％)。

从氨气发生器中流出的氨水浓度常常不大于33％(重量百分比)，氨吸收器出口的氨水浓度常常不小于55％，以利于氨气的生成。

本发明的制冰机可以用于海边、海上制备淡水冰，特别适用于海上作业船只中物质的冷藏冷冻，如海鲜产品，也适合海水淡化，为海岛居民和战士提供淡水供应。

本发明的制冰机的优点是：

1．采用由氨水溶液生成液氨制冷剂的方法制冷，改变了使用压缩机的传统制冷方法；

2．供热源可以采用液化气或柴油，特别是可以采用船发动机排气中的余热，大大节约了电能源，降低了制冰成本，同时更便于海上作业；