专利名称：制冰机的制作方法
技术领域：
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；3．用船舱做养晶器，减少了将生成的冰再转移到船舱的工作程序，可以直接用于舱内鱼、虾等海产品的冷藏冷冻，同时减少了中间环节对冰的污染。
下面结合附图进一步阐述本发明的设计方案
图1是制冰机的结构示意图；如图1所示，本发明的制冰机包括由供热源12、氨气发生器1、氨气精馏柱2、氨气冷凝回流器3、氨冷凝器4、氨吸收器5、热交换器6、氨水泵7、冰核生成器8组成的制冷循环系统和由冰核生成器8、养晶器9、海水泵10、海水热交换器11、浓海水排出口13、新鲜海水入口14组成的海水循环系统两部分。
供热源12为氨气发生器1提供热源，加热其中的氨水溶液，使氨气从溶液中逸出，氨气进入氨气精馏柱2进行精馏，再进入氨气冷凝回流器3中回流，然后在氨冷凝器4中冷凝为液氨；由于氨气的生成，制冷剂提供系统压力增大；将液氨减压后进入冰核生成器8的夹套中，与冰核生成器8内筒中的海水进行热交换，液氨吸热后气化，在氨吸收器5中被稀氨水溶液吸收，生成浓氨水，并由氨水泵7打入热交换器6中进行冷热交换，然后进入氨气精馏柱2，循环使用。
养晶器9底部流出的海水进入冰核生成器8的内筒，被夹套中的制冷剂冷却后，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9，在养晶器9中产生淡水冰粒。盐浓度高的海水从养晶器9中排出，新鲜海水从新鲜海水入口14处被补充进去，两者在海水热交换器11中进行热交换，浓海水再从浓海水排出口13排出，被冷却了的新鲜海水由海水泵10打入冰核生成器8，进入海水循环体系。
下面结合实施例进一步说明本发明实例1本实例是制冰机在如下条件下由海水制备淡水冰周围环境温度32℃，氨气发生器1中初始氨水溶液浓度(重量百分比)55％，氨冷凝器4中冷凝温度47℃制冷剂提供系统压力1.77MPa进入冰核生成器8的液氨温度37℃进入氨吸收器5的氨气温度15℃海水温度20～25℃供热源12为船机动排气供热，养晶器内海水温度-4℃在上述条件下，制冷机工作，测得如下数据装置制冷量17500大卡/时，装置冷损失1380大卡/时，冰核生成器刮板操作时电机电耗1.04度/时，生产一吨冰的电耗29.4度/吨，制冰量3.3吨/天，吸收式制冷电耗为3度/时。
实例2本实例是制冰机在如下条件下由海水制备淡水冰
周围环境温度27℃，氨气发生器1中初始氨水溶液浓度(重量百分比)55％，氨冷凝器4中冷凝温度42℃制冷剂提供系统压力1.45MPa进入冰核生成器8的液氨温度32℃进入氨吸收器5的氨气温度15℃海水温度20～25℃供热源12为船机动排气供热，养晶器内海水温度-4℃在上述条件下，制冷机工作，测得如下数据装置制冷量18400大卡/时，装置冷损失1380大卡/时，冰核生成器刮板操作时电机电耗1.04度/时，生产一吨冰的电耗19.7度/吨，制冰量3.7吨/天，吸收式制冷电耗为2度/时。
权利要求
1．一种由海水制备淡水冰的制冰机，包括制冷循环系统和海水循环系统，其中海水循环系统包括冰核生成器(8)和养晶器(9)，该制冰机的特征在于制冷循环系统包括制冷剂提供系统、冰核生成器(8)和制冷剂回收系统；制冷剂提供系统是由氨水溶液制备制冷剂液氨的系统，该系统包括供热源(12)、氨气发生器(1)、氨气精馏柱(2)、氨气冷凝回流器(3)和氨冷凝器(4)，该制冷剂提供系统是这样工作的供热源(12)为氨气发生器(1)提供热源，加热其中的氨水溶液，使氨气从溶液中逸出，氨气进入氨气精馏柱(2)进行精馏，再进入氨气冷凝回流器(3)中回流，最后在氨冷凝器(4)中冷凝为液氨；制冷剂回收系统包括氨吸收器(5)和氨水泵(7)；氨回收器(5)与氨气发生器(1)相连，并通过阀门控制氨水的流动；制冰机的工作过程为制冷剂提供系统提供的液氨经减压后进入冰核生成器(8)的夹套中，与冰核生成器(8)内筒中的海水进行热交换，液氨吸热后气化，进入制冷剂回收系统，即在氨吸收器(5)中被氨水溶液吸收，生成浓氨水，然后进入氨气精馏柱(2)，循环使用；养晶器(9)底部流出的海水进入冰核生成器(8)的内筒，被夹套中的制冷剂冷却后，在器壁上生成微小的淡水冷晶，被刮板刮下后，被送入养晶器(9)，在养晶器(9)中产生淡水冰粒；盐浓度高的海水从养晶器(9)中排出，新鲜海水被补充进海水循环系统，两者在海水热交换器(11)中进行热交换，被冷却了的新鲜海水由海水泵(10)打入冰核生成器(8)，进入海水循环系统。
2．如权利要求1所述的制冰机，其特征在于所述的供热源(12)是液化气供热源，或柴油供热源。
3．如权利要求1所述的制冰机，其特征在于所述的供热源(12)是船发动机排气中的余热。
4．如权利要求1或2或3所述的制冰机，其特征在于养晶器(9)为船舱。
5．如权利要求1所述的制冰机，其特征在于氨气发生器(1)出口氨水溶液的浓度不大于33％。
6．如权利要求1所述的制冰机，其特征在于由氨水泵(7)打入到氨气精馏柱(2)中的氨水溶液的浓度不小于55％。
全文摘要
本发明提供了一种由海水制备淡水冰的制冰机,包括制冷循环系统和海水循环系统,在制冷循环系统中采用了由氨水溶液吸收制冷的方法,替代了传统的压缩机制冷,而且充分利用了船发动机排气中的余热,节约了能源,降低了制冰成本,同时用船舱直接做养晶器,简化了工序,避免了对冰的污染。
文档编号F25C1/12GK1307214SQ0010075
公开日2001年8月8日 申请日期2000年2月2日 优先权日2000年2月2日
发明者申传文, 王金书 申请人:申传文, 王金书