制冰机工作原理与常见故障维修

制冰机是一种将水通过制冷系统制冷剂冷却生成冰的制冷机械设备，如图1所示，广泛用于水产、食品、乳品、医药、化学、蔬菜保鲜等行业中。随着社会发展和人民生产水平的不断提高，用冰行业越来越广，制冰机的社会需求量也越来越大。

一、工作原理与结构分类

1.工作原理简介

制冰机的制冷原理如图2所示，制冷剂被压缩机压缩后成高温高压的气体，经冷凝器冷却，制冷剂放热液化为中温高压的液体，再经节流系统节流，流向蒸发器并在其管道内蒸发，制冷剂吸取周围环境的热量而使水结冰，然后经回气管流回压缩机，再被压缩排出，如此循环将水制作成冰，直至冰块达到一定厚度时进入脱冰状态。
脱冰过程:制冷剂在压缩机中压缩为高温高压的气体排出后，经供热管直接进人蒸发器，使其蒸发器温度上升，再与补充水的共同作用下，使冰块从蒸发器上脱落。完成-一次制冰过程后继续重复，直至储冰箱内的冰块堆积满后制冰过程暂停。取出冰块后，制冰机继续上述循环。

2.结构分类

根据供水方式的不同，可分为喷淋式、浸水式和流水式三种。喷淋式机器结构如图3所示，水泵将水喷到顶部的蒸发器上，蒸发器冰盘呈水平安装。该方式所制冰块硬度高，温度低(冰块温度可低于-20°C)，质地优良，冷却效果持久。

浸水式制冰，制冰速度快，冰块外观漂亮，滑门采用独特的滑道设计，开启灵活，其机器结构如图4所示。

流水式制冰，水流从冰盘上部依靠水的重力流过冰盘，冰盘成竖直安装。此方式生产出的冰块没有喷淋式的硬实，但制冰量大，效率高适合用冰量大的场合。
二、工作过程分析
制冰有上水、制冰、脱冰、冰满自停四个过程。接通电源后，上水阀打开，水通过上水阀进入冰模，并进人贮水箱，水满后且蒸发器温度低于温度传感器设定值，上水阀关闭，进入制冰过程，水经过水泵加压后通过喷淋嘴喷向制冰模组，形成冰块后进人脱冰过程。此时电磁阀动作，制冰模组加热后冰块脱落至贮冰室，脱冰结束后进入下一轮制冰循环。如此循环直至冰满停机。当冰块取出后，制冰机自动恢复制冰。

为了说明制冰机的控制过程，下面以科龙ZBJ-15P型制冰机为例进行介绍，其电路连接如图5所示，控制流程如图6所示。

1.制冰过程
机器通电后，将功能开关置于“制冰”状态，此时指示灯亮，水泵和排水电磁阀先通电数秒(具体时间可设定)，以排除水槽中残存的水，从而保证用于制冰的水新鲜干净。在排水期间，热气阀也通电。同时，电控板检测贮冰箱中的冰块是否装满。若冰块未装满，则启动压缩机，并同时启动冷凝器散热风扇，关闭水泵和排水阀，打开进水电磁阀，进入制冰状态。
在整个制冰和脱冰过程中，压缩机始终保持运行状态，在压缩机启动数秒后热气阀关闭，压缩机对冰室(蒸发器)预冷数秒后启动水泵，当水位探测器连续几秒接触水槽里的水到水槽中的水时(水位探测器与水接触时，控制器的水位指示灯亮)，或连续进水数分钟后，进水阀关闭。在水泵和分水器的作用下，水均匀地流过冻室的每一小格 。随着冰块的形成，水位的下降，水位指示灯熄灭。此时，将进行一次再补水，直至水位探测器与水接触几秒后停止，以保证有足够的水量制冰。
在制冰过程中，电控板会不断检测冷凝器的温度，一旦其温度超过其设定温度，则会启动冷凝器散热风扇，以快速降低其温度。
值得一提的是，部分制冰机的冷凝器散热风扇和压缩机使用同一一接触器控制，并在冷凝器散热风扇的主回路中串人一个开关作为冷凝风扇的启停控制，当冷凝压力约高于1.7MPa时冷凝风扇启动，约低于1.4MPa时冷凝风扇停止运转。
2.脱冰过程
当冰厚探测器连续数秒接触到水流(并非冰)时，水泵运转，排水电磁阀打开，排掉水槽中的水(排水时间可通过面板上的排水时间开关选择)。按照设定时间排水后，进水电磁阀，排水电磁阀、水泵关闭，且在整个脱冰过程中不再动作。排水开始时，热气阀打开，较热的制冷剂蒸汽流人蒸发器，对蒸发器表面的冰块加热，冰块在重力的作用下成片滑落到贮冰室中，箱体开关接通，结束脱冰过程然后再次进入制冰状态。
3.冰满自动停机
当收冰过程结束且贮冰箱装满时，此时箱体开关指示灯熄灭，持续数秒后制冰机停止工作。
4.限制保护
制冰机采用了常规的过热保护和高压保护，过热保护与一般压缩机的过热保护相同，采用蝶形双金属片作为保护元件;高压保护采用压力控制器，当冷凝压力高于3.1MPa时切断，低于2.01MPa时复位接通。
大部分制冰机除了采用常规的过热保护和高压保护外，控制器上的单片机中还内置有以下两个安全控制程序，以避免制冰机主要部件损坏:1.如果制冰时间超过60分钟，控制器将自动开始脱冰，如果连续3次制冰时间超过60分钟，制冰机将保护停机。2.如果脱冰时间超过3.5分钟，制冰机控制器将结束脱冰进程自动回到制冰状态。如果连续3次脱冰时间超过3.5分钟，则制冰机停机。
三、主要传感器简介
制冰机中主要传感器有冰厚探测器、水位探测器和箱体开关，下面分别进行介绍。

1.冰厚探测器

冰厚探测器其实就是在一个塑料支架上固定一个铝质金属片，如图7所示，安装于箱体上方，通过一根导线与控制器相连。当水与金属片接触时，利用水的导电性通过地与控制器形成回路。在支架上有一颗螺钉，调整该螺钉可以调整金属片与蒸发器的距离，从而调整冰块的厚度。
提示：若在实修中发现制冰机在冰块未达到设定的厚度就停止制冰，这时应关机先检查冰厚探测器的金属片表面是否有水垢，若有，应用弱酸将其清洗干净。
若该故障是无规律出现，则故障原因可能是其金属片***部分过多，在制冰过程中水分飞溅到金属片表面而导致机器误动作，这时可用热熔胶封住金属片部分***区，一般只留下部0.5cm宽即可。

2.水位探测器

水位探测器如图8所示，安装于水槽上方，其工作原理与冰厚探测器相同。在实修中发现，部分机型也存在水分飞溅到水位探测器上的问题，这时会造成水量不够，冰块厚度达不到要求的现象，其处理方法与冰厚探测器相同。

3.箱体开关

箱体开关是在水帘板的右下角安装一块圆形磁铁，同时在箱体与之对应的位置安装-个长方形塑料壳，壳内用环氧树脂封装-只干簧管，如图9所示。水帘板在滑落冰块的作用下打开或关闭，在磁铁的作用下干簧管断开或导通。干簧管的状态作为电控板判断收冰是否结束的信号。箱体开关在导通时的阻值应小于70Ω，断开时阻值应大于30kΩ。如箱体开关的阻值在70Ω~30kΩ之间表明箱体开关已损坏。实修时，可用普通常开型干簧管代换，但代换时应注意调整箱体开关位置，保证在磁铁靠近时接通，远离时断开。为便于检修，特列出制冰机的其他主要元器件参数，见表1，供参考。

四、制冷剂的加注
在制冰机正常制冰的情况下，压缩机回气管及回气口阀体上有结霜现象，表明制冷剂量正常。如果压缩机回气管及回气口阀体无结霜现象，且所制冰模上薄下厚，表明制冰机缺氟，这时就需先检漏并补漏，随后进行抽空加氟操作，具体步骤如下:
首先将制冰机的功能开关置于“停机”位置，将双联加氟表的蓝色软管与制冰机低压工艺管相连，红色软管与制冰机高压工艺管相连，黄色软管与真空泵相连。须注意的是，与制冰机工艺管相连的接头内须有顶针，以打开工艺管内的针阀。
接着打开双联表的高、低压阀门，启动真空泵，观察压力表的变化。随着抽空时间的延长，压力表的读数应逐渐下降，当降到-0.1MPa时，再抽空约半小时后关闭高、低压阀门，并关闭真空泵。
若1小时后压力无回升现象，这时即可进行加氟操作。将黄色软管连接制冷剂的钢瓶上，先排除软管内空气，再打开高压表阀门给制冰机加人机器标称加注量的制冷剂。
接下来将制冰机功能开关置于“制冰”位置，开机后观察高、低压表读数。制冰时，高压在2.50MPa左右，低压应在0.36MPa左右;收冰时，高压应在1.35MPa左右，低压应在0.80MPa左右。在确认制冰机工作正常的情况下，拆除高、低压软管，拧紧工艺管盖帽。在拆除软管时，动作要快，以免制冷剂把手冻伤。实验表明，制冷剂加注量不能高于标称加注量，可略低于标称加注量。
五、常见故障检修
从实际维修看，制冰机故障多是由供水、供电等外部因素与传感器、制冷系统引起的，其制冷系统的检修与普通电冰箱或冰柜相同。
另外，绝大多数制冰机在出现部分故障时，会通过指示灯的状态来提示。因此，检修前先查看该机的故障代码说明，往往能起到事半功倍的作用。例如:一台制冰机电源指示灯一直快速闪烁，机器不工作。查其故障代码得知，，其故障原因是水温检测探头断路，检修时就可以有的放失地检查水温检测探头及其相关连线。
故障现象1:压缩机工作，但不制冷。分析检修:制冷液泄漏或电磁阀损坏，检漏后补漏，再加注制冷液，或更换电磁阀。
故障现象2:压缩机一直工作，水泵也一，直工作抽水，冰块不断变厚，但始终不能自动进入脱冰程序。分析检修:此故障原因为水温检测探头故障或控制器故障。实修时，先后将水温探头放在冷水与热水中，用万用表测量其阻值，对比判断其好坏。若水温检测探头正常，则故障出在电控板上。
故障现象3:主机漏水，或冰块呈白色，不透明、不规则。分析检修:如制冰机使用不久就出现该现象，其故障原因是浮球阀的浮球偏离其上下移动平面，靠向贮水盒一侧，并与侧面紧密接触，使浮球不能_上下自由浮动。排除方法:调整浮球阀，使浮球浮动平面在贮水盒中心平面。如制冰机使用较长时间后才出现该现象，故障原因是浮球阀阀芯磨损严重，使浮球水位控制点上移。排除方法:更换浮球阀阀芯。
故障现象4:冰满指示灯快速闪烁。分析检修:该现象表明脱冰时间超过规定时间，机器自动保护。通常情况下，重新开机即可。如反复出现该现象，应检查滑冰板上下摆动是否灵活。
若冰块达到设定厚度进人脱冰状态时，水泵停止工作而冰块不脱落，这时应检查电磁阀是否正常，检查时可按照说明书上的方法进人强制脱冰状态，如果这时制冰器内无明显的气流声，则可判定电磁阀损坏。实修时，可先检查电磁阀供电是否正常，如供电正常，可更换线圈试机，因阀体本身不能打开的情况极
故障现象5:制冰机水箱内无水，但无缺水提示，且冰块质地疏松。分析检修:该故障常见原因是水箱中残留有含杂质较多的少量水，或水位探头表面有水垢，影响了探头的探测灵敏度。排尽残留水，并清洗水箱内部和探头表面。
故障现象6:不脱冰或脱冰不顺利。分析检修:若制冰机不能进入脱冰状态，则表明控制部分已出现故障，这时先调节冰块厚度旋钮，看冰块厚度是否有变化，若变化，表明冰厚探测器正常，故障原因是电控板损坏，否则说明冰厚探测器损坏。若制冰机能进入脱冰状态，而不能顺利脱冰或脱冰时间过长(超过5分钟)，则原因有:1蒸发器表面附着有异物，不利于制冰和脱冰，这时需清洗蒸发器表面、淋水器及贮水盒;2.制冷剂泄漏;3.供热阀出故障，不能打开。
故障现象7:部分冰块形状不完整。分析检修:该故障原因是喷水管孔堵塞，致使喷水管中的流水不畅。在制冰流水状态下，用镊子清除喷水管出水孔中的杂物，尽可能使每个孔中的流水畅通即可。
故障现象8:不制冰。分析检修:该故障原因有:1.机器未水平放置，这时按要求水平放置即可;2.冰厚探测器损坏或者调节的厚度太小;还电磁阀损坏;4.制冷剂泄漏。
故障现象9:水泵工作，但是不上水。分析检修:该故障原因有:1.管道中有空气，排出水泵中的空气即可;2.水槽底部冰渣过多，这时需停机排出冰渣，然后再重新开机;3.水泵内部叶轮磨损严重，需更换水泵。
提示：在实修中发现，水泵的损坏多是因为泵内部水垢太多，导致其运转受阻，最后烧毁。因此，应定期对制冰上水循环系统进行清洗，以免形成过多的水垢，从而确保无过多的杂物流入水泵。
故障现象10:不易脱冰。分析检修:该故障原因有:1.上水流量小或者上水阀坏;2.供热阀坏或供热不足;3.蒸发器表面太脏，即水垢太多;4.冰块设置的厚度太厚。
故障现象11:不能自动进行补水。分析检修:首先检查管道进水情况，若无水，则需接通水源后重新开机。若进水管道正常，则表明进水电磁阀有故障，需更换。
故障现象12:自动停机。分析检修:该故障常见原因是机器散热不良。由于散热不好，压缩机发烫，造成过热保护从而停机。实修时，先打开机盖观察散热片是否脏污，或者有无其他异物遮挡散热片，如有，则清洗冷凝器即可。
如果采用风扇散热的，应先看风机运转是否正常。还有一些制冰机不是采用风冷却方式，而是通过水循环方式将冷凝器中的热量排出(这种方式称为水冷却法)，这时需先检查排水散热系统是否正常，看出水口有无水流出。正常情况下，调节水阀，让出水口刚好有温水排出即可，这样比较省水、环保。