专利名称：利用海水制取流化冰的系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及海水利用技术领域，更具体的说，是涉及一种利用海水制取流化 冰的系统。
背景技术：
随着经济和技术的飞速发展，造成当今世界自然资源的严重缺乏，淡水资源紧缺， 已成为人们日益关注的问题。向海洋要淡水，将作为解决我国水资源短缺的重要途径，海 水替代淡水资源具有良好的经济性和环 境友好性。利用海水代替淡水制取流化冰，效率 高，成本低，可节约大量的淡水资源，缓解缺水状况，减少能源消耗。流化冰用于水产品、家 禽和食品加工业，与其它冰种不同，冰粒细小圆滑，具有流动性，可以充填到任何孔隙，迅速 包围产品的表面，与产品紧密接触，冷却过程不损伤表皮，很好的密封作用和极高的冷却速 度，有效地抑制了产品内细菌的繁殖，提高了产品新鲜度、品位和保质期。流化冰具有流动 性，应用在井下降温上克服了传统制冰输送困难、能耗大、融冰慢、不能喷淋、降温效果差的 缺点。流化冰具有蓄冷密度大、流动性好、传热性能好，以及融冰速度快、响应高速等优点， 使空调系统具有更好的舒适性，用于蓄冷空调系统中，解决用电负荷的“移峰填谷”，节省电 力资源。此外，流化冰还应用于海鲜市场、啤酒酿造、奶制品加工、水果蔬菜的保鲜运输、人 工造雪、管道和换热器清洗、冰浆溶液灭火、大型超市的食品保鲜等领域，是近年来世界各 国争相研究开发的新型冰，但是，现有的制取流化冰技术都以淡水作为水源，用过冷水的方 法，或是在水中添加油、乙醇等成分制取流化冰，需要消耗大量的淡水资源。我国拥有辽阔 的海域，利用海水制取流化冰，不仅节约淡水资源，对我国的海水资源利用和流化冰制造技 术也起到积极地促进作用，具有广阔的前景。国内有学者对海水制冰技术进行研究，陈天及对卧式海水片状冰制冰机的工作原 理和结构建立数学物理模型，数值模拟结冰过程，对比分析计算结果与试验数据，并研究冰 筒转速、海水温度和蒸发温度对成品冰的厚度产生的影响。陈广贤介绍了连续出冰海水制 冰机在渔船上冷却水产品方面的应用，并从节能、节省淡水的角度分析了海水制冰机的经 济效益，提出海水制冰机在空调蓄冷、餐饮酒店业、大型超市等领越具有广阔的应用前景。 挪威、希腊等国的相关研究机构对海水制取流化冰技术进行研究开发，用于水产品捕捞和 加工。中国船舶重工集团研制的船用分体式海水制冰机制造出松软的雪花状冰。上海交通 大学采用螺杆式制冷筒，以海水为冷凝冷却水和制冰原料，研究了中、小型渔船使用的海水 制冰机和海水颗粒制冰机。国外自1985年起主要针对海水制冰机的结构组成及其换热设 施进行改进，以减小体积、提高换热效率和系统的运行性能。上述人员进行的海水制冰方面 的研究，大都针对片状冰制冰系统从理论上进行热力性能分析，都是在理论上进行，而没有 在实际中得到很好的应用。我国对流化冰有着巨大的需求市场，而海水制取流化冰技术及应用在我国还是空 白，它的成功开发和推广，必将为我国的海水利用产生积极的影响，研发具有自主知识产权 的海水利用新技术、新工艺，增强自主建设海水利用工程的能力，已成为我国建设节约型社会、发展循环经济、实现节能减排的重要组成部分。海水制取流化冰系统的开发推广，将积 极地推动海水利用技术的发展
实用新型内容本实用新型是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种具有实际应用性、方便 控制、安全可靠、换热性能好、制冰效率高的利用海水制取流化冰的系统。本实用新型通过下述技术方案实现—种利用海水制取流化冰的系统，其特征在于，包括由制冷压缩机、冷凝器、热力 膨胀阀、干燥过滤器和制冰换热器组成的制冷循环，由冷却海水泵、冷却海水进水截止阀、 所述冷凝器组成的冷凝器冷却水循环和由制冰海水进水截止阀、制冰海水泵、所述制冰换 热器、流化冰泵、储冰罐组成的制冰循环；所述制冷压缩机的制冷剂出口与冷凝器的制冷剂 进口连接，所述冷凝器的制冷剂出口通过干燥过滤器、热力膨胀阀与制冰换热器的制冷剂 进口连接，所述制冰换热器的制冷剂出口与制冷压缩机的制冷剂进口连接；冷却海水进水 管通过冷却海水截止阀、冷却海水泵与冷凝器的冷却海水进口连接，所述冷凝器的冷却海 水出口与冷却海水出水管连接；制冰海水进水管通过制冰海水进水截止阀、制冰海 水泵与 制冰换热器的制冰海水进口连接，所述制冰换热器的制冰海水出口通过流化冰泵与储冰罐 连接，所述储冰罐内设置有冰晶过滤网；所述制冰换热器内设置有刮冰器，所述刮冰器与刮 冰电机连接。所述制冰换热器包括各自封闭的外筒体和内筒体，外筒体与内筒体之间形成环形 通道，所述外筒体两端上分别连接有制冷剂出口接管和制冷剂进口接管，制冷剂出口接管 和制冷剂进口接管与所述外筒体与内筒体之间形成的环形通道相通；内筒体的两端分别连 接有制冰海水进口接管和制冰海水出口接管；在内筒体内设置有搅拌刮冰器，所述搅拌刮 冰器包括刮冰旋转轴，在刮冰旋转轴上连接有与内筒体内壁相应的刮冰刀，所述刮冰旋转 轴与刮冰电机连接。所述制冷压缩机为R290制冷压缩机。在冰晶过滤网上部的储冰罐上安装有冰晶出口截至阀，在冰晶过滤网下的储冰罐 底部安装有海水出口截止阀。所述制冰换热器和储冰罐的外部分别包覆有隔热保温层。本实用新型具有下述技术效果本实用新型的海水制取流化冰系统，采用绿色自然工质R290为制冷剂，以海水 作为制取流化冰的水源和冷凝器的冷却水源，利用海水的物理化学特性和结晶技术原理， 制冷循环中的制冷剂在制冰换热器内间接地吸收海水放出的热量，将海水降温至一定的温 度，使淡水从海水中结晶析出，从而形成冰晶和海水的混合物，可实现海水动态连续制冰， 具有实际应用性，安全可靠，方便控制，换热性能好、制冰效率高，制取的冰晶可储存在容器 中，也可直接用于船上或有海水的岸上。海水制取流化冰不需脱冰、连续制冰、系统效率高， 较传统的制冰技术可节约能源，降低运行费用。而且，结构简单，操作方便，环保节能。
图1为本实用新型海水制取流化冰系统的示意图；[0015]图2为制冰换热器部分的剖面示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型详细说明。本实用新型利用海水制取流化冰的系统的示意图如图1所示，包括由制冷压缩机 1、冷凝器2、热力膨胀阀3、干燥过滤器4和制冰换热器8组成的制冷循环，由冷却海水泵5、 冷却海水进水截止阀11、冷凝器2组成的冷凝器冷却水循环和由制冰海水进水截止阀14、 制冰海水泵9、制冰换热器8、流化冰泵7、储冰罐6组成的制冰循环。所述制冷压缩机1的 制冷剂出口与冷凝器2的制冷剂进口连接，冷凝器2的制冷剂出口通过干燥过滤器4、热力 膨胀阀3与制冰换热器8的制冷剂进口连接，制冰换热器8的制冷剂出口与制冷压缩机1 的制冷剂进口连接。冷却海水进水管通过冷却海水进水截止阀11、冷却海水泵5与冷凝器 2的冷却海水进口连接，冷凝器2的冷却海水出口与冷却海水出水管连接。制冰海水进水 管通过制冰海水进水截止阀14、制冰海水泵9与制冰换热器8的制冰海水进口连接，制冰 换热器8的制冰海水出口通过流化冰泵7与储冰罐6连接，储冰罐6内设置有冰晶过滤网 15。在制冰换热器8内设置有刮冰器，所述刮冰器与刮冰电机10连接。图2为制冰换热器部分的剖面示意图，所述制冰换热器8包括封闭的外筒体16和 内筒体17，外筒体16与内筒体17之间形成环形通道20，所述外筒体16与内筒体17之间形 成的环形通道20的两侧分别与外筒体上连接的制冷剂出口接管和制冷剂进口接管相通， 内筒体17的两端分别连接有制冰海水进口接管和制冰海水出口接管。在内筒体17内设置 有搅拌刮冰器，所述搅拌刮冰器包括刮冰旋转轴19，在刮冰 旋转轴19上连接有与内筒体内 壁相应的刮冰刀18，刮冰旋转轴19与刮冰电机10连接。为了满足环保的要求，制冷压缩机为R290制冷压缩机。冰晶可以储存在容器中，也可以直接用于船上或有海水的岸上。为了方便冰晶从 储冰罐中取出，在冰晶过滤网15上部的储冰罐上安装有冰晶出口截至阀12，在冰晶过滤网 下的储冰罐底部安装有海水出口截止阀13。为了防止冰晶融化，在制冰换热器8和储冰罐6的外部分别包覆有隔热保温层。R290气体在R290制冷压缩机1中压缩后压力升高，高温高压的R290气体在冷凝 器2的管内流过并与管外壳管间的冷却介质海水进行热交换，降温后流经干燥过滤器4后， 再经热力膨胀阀3节流降压，成为低温低压的液体进入制冰换热器8，在制冰换热器8中的 外筒体16与内筒体17之间形成的环形通道20流过，并与内筒体17中流过的制冰海水进 行热交换，吸热蒸发，变成低温低压的气体后进入R290制冷压缩机1，完成制冷循环。冷凝 器2中的冷却海水由冷却海水进水截止阀11、冷却海水泵5控制，冷却海水在冷凝器2中的 壳管间流动，吸热后排出。制冰海水由制冰海水进水截至阀14和制冰海水泵9控制，制冰 海水在制冰换热器8中与制冷工质R290进行热交换，放出热量温度降低，海水中的淡水结 晶析出，形成冰晶和海水的混合物，经流化冰泵7送入储冰罐6中，储冰罐6中的过滤网将 冰晶从海水中分离出来，冰晶经冰晶出口截至阀12排出储冰罐6，海水经海水出口截至阀 13排出储冰罐6，搅拌刮冰电机10与制冰换热器8的内筒体内的搅拌刮冰器连接，作旋转 运动，将制冰换热器8的内筒体内壁表面形成的冰层及时刮下，避免制冰换热器8管内壁表 面形成的冰层过后，造成热阻增加，换热性能下降。[0023]具体实施例如在远洋捕捞渔船上，需要制取流化冰，对捕捞上来的水产品进行加工和保鲜储 藏，则将冷却海水进水管放入海水中，打开冷却海水进水截止阀11、打开冷却海水泵5，使 冷却海水流入冷凝器2的壳管间通道中。启动制冷压缩机1，使制冷循环运行，随后将制冰 海水进水管放入海水中，打开制冰海水进水截至阀14和制冰海水泵9，使制冰海水流入制 冰换热器8的内筒体17中，再启动搅拌刮冰电机10带动搅拌刮冰器旋转运动，从制冰换热 器8中流出的海水与冰晶的混合物，经流化冰泵7送入储冰罐6中，海水与冰晶的混合物经 过储冰罐6中的过滤网过滤后，海水从海水出口截至阀13排入海中，流化冰晶经冰晶出口 截至阀12排出，用于水产品的加工和储藏保鲜。如果停止制取流化冰，则先停止制冷压缩 机1的运行，随后关闭制冰海水进水截至阀14和制冰海水泵9，关闭搅拌刮冰电机10，关闭 冷却海水进水截止阀11、关闭冷却海水泵5，将制冰海水进水管和冷却海水进水管收回。利用本实用新型的利用海水制取流化冰系统可以作为商业、工业、医疗和化工等， 特别是 水产品的加工和储存保鲜，以及远洋捕捞业。
权利要求一种利用海水制取流化冰的系统，其特征在于，包括由制冷压缩机、冷凝器、热力膨胀阀、干燥过滤器和制冰换热器组成的制冷循环，由冷却海水泵、冷却海水进水截止阀、所述冷凝器组成的冷凝器冷却水循环和由制冰海水进水截止阀、制冰海水泵、所述制冰换热器、流化冰泵、储冰罐组成的制冰循环；所述制冷压缩机的制冷剂出口与冷凝器的制冷剂进口连接，所述冷凝器的制冷剂出口通过干燥过滤器、热力膨胀阀与制冰换热器的制冷剂进口连接，所述制冰换热器的制冷剂出口与制冷压缩机的制冷剂进口连接；冷却海水进水管通过冷却海水截止阀、冷却海水泵与冷凝器的冷却海水进口连接，所述冷凝器的冷却海水出口与冷却海水出水管连接；制冰海水进水管通过制冰海水进水截止阀、制冰海水泵与制冰换热器的制冰海水进口连接，所述制冰换热器的制冰海水出口通过流化冰泵与储冰罐连接，所述储冰罐内设置有冰晶过滤网；所述制冰换热器内设置有刮冰器，所述刮冰器与刮冰电机连接。
2.根据权利要求1所述的利用海水制取流化冰的系统，其特征在于，所述制冰换热器 包括各自封闭的外筒体和内筒体，外筒体与内筒体之间形成环形通道，所述外筒体两端上 分别连接有制冷剂出口接管和制冷剂进口接管，制冷剂出口接管和制冷剂进口接管与所述 外筒体与内筒体之间形成的环形通道相通；内筒体的两端分别连接有制冰海水进口接管和 制冰海水出口接管；在内筒体内设置有搅拌刮冰器，所述搅拌刮冰器包括刮冰旋转轴，在刮 冰旋转轴上连接有与内筒体内壁相应的刮冰刀，所述刮冰旋转轴与刮冰电机连接。
3.根据权利要求1或2所述的利用海水制取流化冰的系统，其特征在于，所述制冷压缩 机为R290制冷压缩机。
4.根据权利要求1或2所述的利用海水制取流化冰的系统，其特征在于，在冰晶过滤网 上部的储冰罐上安装有冰晶出口截至阀，在冰晶过滤网下的储冰罐底部安装有海水出口截 止阀。
5.根据权利要求1或2所述的利用海水制取流化冰的系统，其特征在于，所述制冰换热 器和储冰罐的外部分别包覆有隔热保温层。
专利摘要本实用新型公开了一种利用海水制取流化冰的系统，旨在提供一种具有实际应用性、方便控制、安全可靠、换热性能好、制冰效率高的制取流化冰的系统。包括由制冷压缩机、冷凝器、热力膨胀阀、干燥过滤器和制冰换热器组成的制冷循环，由冷却海水泵、冷却海水进水截止阀、所述冷凝器组成的冷凝器冷却水循环和由制冰海水进水截止阀、制冰海水泵、所述制冰换热器、流化冰泵、储冰罐组成的制冰循环。该系统以海水作为制取流化冰的水源和冷凝器的冷却水源，利用海水的物理化学特性和结晶技术原理，制冷剂在制冰换热器内间接地吸收海水放出的热量，使淡水从海水中结晶析出，形成冰晶和海水的混合物，可实现海水动态连续制冰，换热性能好、制冰效率高。
文档编号F25C1/14GK201589481SQ20092022087
公开日2010年9月22日 申请日期2009年9月25日 优先权日2009年9月25日
发明者刘圣春, 宁静红 申请人:天津商业大学