鹽水制冰分析

工藝流程

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鹽水制冰屬于間接冷卻系統。傳統做法的鹽水制冰池中，蒸發器鹽水池和制冰鹽水池合二為一個制冰池，并用隔板將兩者隔開，利用鹽水攪拌器使鹽水在兩個鹽水池中循環，冰桶放在制冰鹽水池中。鹽水在蒸發器鹽水池中被降溫后，在攪拌器的作用下進入制冰鹽水池對冰桶降溫，溫度升高后的鹽水由另一側流入蒸發器鹽水池再行冷卻。在鹽水制冰設備匯總，制冷劑在蒸發器內吸收鹽水的熱量，使鹽水降溫并保持在-10~-14℃左右。當冰桶中的水被凍結后，由吊車依次將冰桶組吊出制冰池放進融冰槽融冰，而后利用倒冰架脫水，并經滑冰道進入冰庫儲存或直接運走。脫水后的空冰桶經注水后再放入制冰池中繼續生產，如此循環。

鹽水要求

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有關溫度的確定

1）鹽水溫度t1 t1直接影響結冰速度及冰的質量。t1降低，結冰速度加快，但要求蒸發溫度較低，使制冷系數下降；t1升高，則不利于鹽水與冰桶之間的換熱，結冰速度減慢。一般t1取-10℃

2）鹽水溫度與蒸發溫度的溫差t2 取較大的t2 雖可加快鹽水和制冷劑的換熱，有利于鹽水的降溫，但隨著t2 增大，必將要求更低的蒸發溫度，會導致壓縮機單位功耗的增加。因此，蒸發溫度與鹽水溫度之差取5℃。

3）鹽水的凝固溫度 要使鹽水在制冰池中不斷循環，就必須保證它在低溫下不會凍結。如果鹽水的凝固溫度接近蒸發溫度，鹽水就有凍結的危險。但若要求鹽水的凝固溫度過低，則因鹽水濃度的增加使攪拌器的功耗增大。因此，一般將鹽水凝固溫度定為比蒸發溫度低6~8℃。 [2] 

設備布置

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鹽水制冰設備主要包括制冰池、蒸發器、冰桶及冰桶架、融冰池、倒冰架、注水器、吊車等，可自行設計、加工，也可從生產廠家購成套設備。

1.制冰池

制冰池用于盛裝鹽水溶液、蒸發器及冰桶等，一般6~8mm厚的鋼板焊接而成。制冰池中焊有隔板，將制冰池分成放置蒸發器和制冰桶兩部分。

2.蒸發器

常用的蒸發器有螺旋管式、V型管式、立管式多種。根據制冰池的大小和結構，蒸發器在制冰過程中有集中布置和分散布置等方式。

3.冰桶架和冰桶

冰桶架是擱置在制冰池上的鋼制框架，用于擱置冰桶和提冰。冰桶多用1.5~2.0mm厚鍍鋅鋼板制成，可采用焊接形式，也可采用鉚釘連接形式。焊接形式的焊縫設在短邊中縫處，鉚接形式的鉚縫設在長邊短邊交接縫處。桶的上下兩端均有鋼板箍加固。為了便于脫冰，應做成上大下小的矩形。冰桶架、冰桶制成及試漏后需涂刷防銹漆。 

4.攪拌器

鹽水攪拌器有立式和臥式兩類。

臥式攪拌器由外殼、軸承架、軸、葉輪以及填料壓蓋等組成。攪拌器伸進制冰池內，由安裝在制冰池一端的電動機通過帶輪帶動工作，因而轉動軸與制冰池壁面的密封性要求較高，安裝維修麻煩。但臥式攪拌器工作時阻力較小。

立式攪拌器也是成套設備，它由葉輪、主軸、電動機等組成。立式攪拌器的電動機安裝在制冰池一端上部，電動機與葉輪通過聯軸器連接。工作時，鹽水由斗形外殼的上面進入，通過葉輪攪拌，從側面的出水口送出。出水口設置在蒸發器底板下部，使鹽水全部通過蒸發器。立式攪拌器不存在傳動軸與制冰池壁面的密封問題，維修較方便。但立式攪拌器工作時阻力較大。

蒸發器鹽水池中鹽水的流速不小于0.7m/s，制冰鹽水池中鹽水的流速為0.5m/s。攪拌器應布置在與融冰池相對應的一端，以免吊起的冰桶滴落鹽水腐蝕電動機。

5.融冰池

融冰池是用鋼板焊成或用混凝土制成的長方形水池，尺寸應比冰桶架大一些。通常在池中設搖擺架，以加快冰塊脫模，池上設有進水和排水管道，以便補充高溫水及排除低溫水。融冰池布置在制冰池出冰側的一端。

6.倒冰架

倒冰架是將融冰后的冰桶翻倒，使塊冰滑出冰桶的設備。多用槽鋼、角鋼和鋼板制作，成L形，兩端用軸承支撐。兩端裝有平衡錘，用于減緩倒冰時的速度和已于復位。

7.滑冰臺

滑冰臺為具有漏水縫并帶有一定坡度的木板臺，用于接收倒冰架倒出的冰塊，并由此滑入貯冰間。滑冰臺應有2%~4%的坡度，靠近墻處應有反向坡度，以免冰塊接近墻體?；_的寬度應大于倒冰架，長度為冰塊長度的3倍。

8.水預冷器

水預冷器用于制冰水的預冷，以減少制冰池內蒸發器的負荷，縮短制冰時間。水預冷器為長方體水箱，可設置在加水器上方，也可單獨安裝。箱內裝有蒸發器，箱端有攪拌機，以加速熱量傳遞。

9.加水器

它是把自來水或預冷后的制冰水加注到冰桶的裝置。加水器由與冰桶數相應的旋轉水嘴、定量水箱組成，以確保向各個冰桶中同時等量加水。加水器內每個格的容量為一個冰桶容積的90%。

10.吹氣裝置

吹起裝置是用于制取透明冰的專用設備，主要包括羅茨風機、空氣罐及輸送管道。在制取透明冰時，羅茨風機將壓縮后的高壓氣體存貯在空氣罐里，通過送氣管道送入冰桶中，以排除制冰水中溶入的空氣，達到制取透明冰的目的。

11.吊車

吊車應為能水平和垂直移動的裝置，用于冰桶出冰、加水、入池時的吊運。吊車上升速度為4~8m/min，水平速度為20~30m/min。吊車上有兩根同時起落的鋼絲繩，必須正對冰桶架上的兩個吊環。

此外，對于大、中型制冰間，還可設置冰桶架推進機構等設備，以加快凍結速度。

目前，許多生產廠家已有了制冰成套設備。

設計要求

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1.制冰間應靠近機房，通風采光要好，避免陽光照射在制冰池上。

2.制冰間出冰側應靠近冰庫，冰從桶中滑出所撞到的墻面要加防撞板。

3.單層建造的制冰間，制冰池不宜直接建在地坪上，應有防止地面凍臌措施。

4.制冰間宜單獨建造。 

鹽水配制

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制冰常用的鹽水是氯化鈉或氯化鈣溶液。鹽水的配制既要滿足制冰工藝所要求的溫度，又要盡量減少對金屬的腐蝕。

1）鹽水濃度的確定 鹽水的溫度與濃度的關系，鹽水凝固溫度隨濃度增大而下將；反之，凝固溫度隨鹽水濃度的增大而上升。因此可根據確定的凝固溫度，由氯化鈣、氯化鈉溶液特性表查到對應的鹽水濃度。

2）酸堿度 鹽水對金屬的腐蝕性與鹽水的pH值有關，一般略帶堿性為好，即pH值在7~9之間。為使鹽水的腐蝕作用減弱，可向其內加緩蝕劑。常用的緩蝕劑用和氫氧化鈉配制，其配比為每100kg加27kg氫氧化鈉。一般規定，每1m³氯化鈣水溶液中加入1.6kg，每1m³氯化鈉水溶液中加入3.2kg。

經驗總結

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配置鹽水時其濃度不應超過其共晶點。根據經驗，氯化鈉鹽水的比重在1.15~1.18,氯化鈣鹽水的比重在1.20~1.24之間，腐蝕性弱，較為適宜。 在使用過程中，應定期檢查鹽水的濃度和pH值。