[发明专利]可变蒸发面积流态冰制冰系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种可变蒸发面积的流态冰制冰系统，是一种高效率的可直接利用海水动态制取冰的流态冰制冰系统。

背景技术

目前，食品保质与保鲜的新方法不断涌现，由于冰的潜热大，携带方便等特点，冰仍然是食品保鲜最常用的也是非常有效的办法。

如今，固体冰(如薄片冰、壳状冰、块冰(碎冰)、平板冰和管冰等)制造技术仍处于主导地位，其制冰原理为降低液态水的温度使水发生相变而直接冻结成固体冰。固体冰制冰机制造工艺简单，制冰原料随处可取，因而得到了广泛的应用。但固体冰在保鲜中的应用越来越表现出其不利的一面，例如无法实现与被保鲜物体的全方位接触，被保鲜物体易于氧化变质。从目前市场上通用的固体冰制冰设备来看，其制冰介质要么采用淡水，要么采用经过海水淡化装置处理过的海水。采用淡水直接制冰对于某些淡水资源紧张的地区或者需要远洋航行的船舶而言形成了一个巨大的障碍；而采用经过海水淡化装置处理过的海水作为制冰介质，将会有很大一部分能源用于淡化海水。若能直接利用海水制冰，则可突破制冰介质的障碍，从而为制冰行业带来良好的发展契机！固体冰制冰机的效率很低，通过很低的蒸发温度使水或者制冰溶液凝结而形成冰。而流态冰制冰机可以直接利用海水制冰，使海水过冷，在海水中就可形成球状微粒冰晶，悬浮于海水中而形成流态冰。相较于固体冰制冰机，流态冰制冰机的蒸发温度高，可以提高系统的效率，节约能源。

在现有的流态冰制冰设备中，存在能源利用率低的情况。一般而言，固体的导热系数大于液体导热系数(例如，冰的导热系数为2.22W/(m·K)，而水的导热系数在20℃时仅为0.599W/(m·K))。在制冰过程的初始阶段，流态冰冰晶器中的为单相的制冰溶液，冰晶器的璧面换热系数较小；而在制冰阶段，流态冰冰晶器中为冰与制冰溶液的混合物，此时冰晶器的璧面处换热系数较大。在设计过程中，流态冰制冰系统是按照制冰阶段的工况选定参数的，因此在制冰过程的初始阶段就存在“大马拉小车”的现象，造成了制冷系统效率低、制冷速度慢的现象，使得整个制冷系统配置不合理。本发明的技术方案解决了现有流态冰制冰系统从液态到制冰全过程普遍存在的效率低下的问题。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种高效率的可直接利用海水动态制取冰的流态冰制冰系统。本发明所采取的技术方案是：一种可变蒸发面积的流态冰制冰系统，它至少包括但不限于一台制冷压缩机，一台流态冰冰晶器，一台蒸发器，一台冷凝器，一个油分离器，一个膨胀阀，一个制冷剂电磁阀，一个温度传感器，一个压力传感器，一个盐度传感器。

本发明的所有部件组成三套循环系统，所述的三套循环系统分别为制冷循环系统、制冰循环系统、冷却循环系统。

所述的制冷循环系统布置形式如下：制冷剂管路依次连接制冷压缩机、油分离器、冷凝器、膨胀阀、流态冰冰晶器。在所述的膨胀阀两端并联制冷剂阀门。所述的蒸发器与所述的制冷剂电磁阀串联，两者作为一个整体并联在所述的流态冰冰晶器两端。在所述的制冷压缩机的吸气口段连接所述的压力传感器。

所述的制冰循环系统布置如下。制冰循环管路依次连接制冰循环泵、蒸发器、流态冰冰晶器、流态冰储冰罐，并形成封闭的回路。在蒸发器与流态冰冰晶器的制冰循环管路中间连接温度传感器与盐度传感器，盐度传感器靠近流态冰冰晶器的进口侧，温度传感器靠近蒸发器的出口侧。

所述的冷却循环系统包括所述的冷凝器以及其他附件。

本发明与现有的流态冰制冰系统相比，具有以下优点：

1、本发明可以实现蒸发面积可调，与流态冰冰晶器配合，实现流态冰制冰系统的高效运行；

2、本发明可实现双工况运行，既可做冷水机组使用，又可作为流态冰制冰系统使用；

3、本发明在不改变压缩机工作容积的前提下优化了流态冰制冰系统，实现了压缩机全工况的高效率运行，相较于采用变频压缩机而改善制冰系统性能的布置形式可节约生产成本；

4、本发明突破了传统意义上的流态冰制冰系统采用一机(压缩机)一器(蒸发器)的布置形式，实现了非单一蒸发器的运行模式；

5、本发明与传统的固体冰制冰机相比可以节能20％以上；

6、本发明与所占用的空间相较于传统的固体冰制冰机而言，仅为其1/3到1/2之间，可节省占地面积；

7、本发明可使压缩机在较大范围内实现全工况的大负荷运行，与采用相同压缩机的流态冰制冰系统相比可在相同时间内获得更多的流态冰或者可以在更短的时间内得到流态冰。

附图说明

图1是可变蒸发面积的流态冰制冰系统原理图；