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摘  要：介绍了S30A工业流化冰制冰机的工作原理与组成、启动、运行和维护管理注意事项等，分析了制冰机常见故障及处理方法，以保证制冰机的正常工作及提升制冰机的使用效率，为制冰机使用人员掌握正确的管理和维护方法提供有益参考。

关键词：流化冰制冰机；维护；操作；冰晶

引言

流化冰是一种新型的蓄冷介质，具有流动性好、潜热大、释冷速度快等优点[1]，在水产品保鲜、冰蓄冷空调和医疗等方面都有很重要的应用。流化冰的规模化生产和流化冰制冰机改进完善一直是流化冰技术中研究的重点问题。制取流化冰的方法[2]主要有刮削法、过冷水法、真空法和流化床法。S30A工业流化冰制冰机（图1）利用的是刮削法，结构简单、易于维护，制冰效率高，能够实现流化冰的快速生产。

一、制冰机工作原理

S30A工业流化冰制冰机系统（图2）主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、制冰机、减速机、储液器、各类阀件以及泵体和传感器组成。制冰机系统有两个流体循环回路：制冷剂循环和盐水循环。

流化冰制冰机制冷剂循环与其他制冷设备相同。经冷凝器冷凝后的常温高压的制冷剂液体，经过膨胀阀节流降压变为低温低压的制冷剂液体，再流入制冰器（蒸发器）中，吸收盐水的热量后蒸发，变为气态，气态冷剂从制冰器出来后被压缩机吸入并压缩，形成高温高压的制冷剂气体，最后在冷凝器中排放热量，被冷凝为液态，以此完成一个循环。

盐水循环是S30A工业流化冰制冰机的主要特征。在工作中，一定盐度的盐水或海水被泵入制冰器中，通过制冰器上方的环形管的喷洒孔较为均匀地喷洒在制冰器内壁上，随后被降温至冰点，并在制冰器内壁上形成细小的冰晶。冰晶被快速旋转的刮冰板迅速地刮下，与未凝结成冰的盐水混合形成流化冰，从冰浆出口处流至水箱内与水箱内的盐水混合，如此循环往复。随着制冰时间的推移，水箱内的冰晶含量越来越高，形成一定含冰率的流化冰，待含冰率达到使用者的要求后，利用搅拌机将水桶中的流化冰搅拌均匀，通过除冰泵将制得的流化冰输送至用冰点。

S30A工业流化冰制冰机使用制冷剂为R404A，制冰介质为海水或含盐量高于2.9%的盐水，不建议使用淡水作为制冷介质，因为制冰介质盐含量过低会导致制冰效果差，制得的冰质感较硬，并且容易损坏刮冰板和刮韧。系统可以基于实际要求采用风冷或水冷的冷凝方式，一般而言，在陆地工作可以采用风冷，在船舶安装时通常采用水冷[3]。

二、S30A工业流化冰制冰机操作要求

1.启动前准备工作

S30A工业流化冰制冰机的在开机前需要对几个方面进行检查：

（1）检查设备及周围。检查设备有无泄露、污渍等，检查并确认设备及其周围没有障碍物，尤其是压缩机、制冰器等不得覆盖，制冰器和制冰水箱上不得有缠绕性杂物；

（2）供水管路、输冰管路是否连接正确、完好，阀门是否开启。打开供水开关，让自来水开始注入水桶中，等到水位上升至浮球阀位置，浮球阀关闭入水口，检查海水盐度是否符合要求，不符合要求可以加入淡水或加入工业盐，或者加入淡水并按照一定比例加入工业盐配置制冰溶液；

（3）检查各个电机电缆线是否牢固，电源线是否连接完毕，供电电源是否符合设备要求。检查控制箱是否处于正常状态。

2.工作中管理

制冰机开机前所需检查完毕后，制冰机方可启动。按下控制面板上的“启动”按钮后，设备开始运行。系统各部件开启顺序依次为：抽水泵、供液电磁阀、压缩机、减速机、搅拌电机、出冰泵、供水电磁阀。

制冰机开启后，可在控制面板上的触摸屏上对系统进行调节和监测。在操作首页点击系统操作进入主界面（图3），主界面显示系统中各部件的运行情况和系统部分参数，包括压缩机、冷凝风机、减速电机、搅拌机、泵体、水箱温度和制冰时间等。

按下主界面中压缩机图例可进入压缩机信息界面（图4），在该页面中可监测压缩机排气压力、吸气压力、排气压力和排气温度。

按下触摸屏右侧的“MENU”按钮可看到右侧各按钮对应的按钮操作信息，分别为主界面、制冰系统、手动控制、参数设置和报警信息。

按下F3或点击屏幕上的“手动控制”可进入手动控制界面。在该页面中可对系统中的部件进行手动控制，如制冰减速机、制冰循环泵、压缩机、冷凝器等，以便系统运行过程中对个别部件的控制，点击“手动/自动”可切换系统控制方式。

按下F4或点击屏幕上的“参数控制”可进入参数控制界面（图7），进入参数控制前需要在密码输入界面输入密码获得权限，以防止误操作。参数控制页面可对进水温度补偿值、排气温度补偿值、制冰时间、出冰时间等系统各参数进行设置。

如果系统发生故障，故障信息将会在“报警信息”页面显示（图8），可根据显示的系统故障信息作出相应的维修措施。日常检查时也可以按下F5或点击屏幕上的“报警信息”，进入报警信息页面查阅曾经发生过的警报，系统没有设置警报删除功能，因而所有警报将会永久保存以备查。

系统工作中，除了检查监控系统外，还要按时现场检查系统工作状况。如检查压缩机、制冰机的工作状况等。注意观察压缩机、制冰机齿轮箱的油位等；工作中应定时打开制冰机观察孔，检查刮冰板工作状况，制冰器内壁冰晶结晶状况，如果有冰堵现象发生，应该及时进行处理，如暂时停止制冷压缩机工作等；工作中还应注意制冰水箱工作状况，及时调节进水量，以确保其中流化冰保持在合适的浓度。

3.停机操作

制冰完成后，旋转控制面板上的按钮至“制冰停止”，系统将在一定延迟后停止工作，系统停止后按下停机保护按钮，然后再依次关闭电源开关。

待系统完全停止后，要打开制冰机观察孔检查内壁情况，尤其注意检查刮冰板的刮刃磨损或损坏情况，检查制冰水箱内搅拌器状况，放出残存的流化冰及盐水，如果长期停用，还应使用淡水冲洗清洁制冰机和制冰水箱内部。

三、制冰机的维护

1.定期检查维护

每天检查系统及其周围，制冰机周围及其设备上、下等部位不得有杂物，控制箱等处于完好状态，检查制冷压缩机油面是否正常（油面处于观察液镜1/3～2/3处为正常）、检查制冰器工作状况，制冰器桶内是否有冰晶储留，如有需要及时处理。每月全面检查制冰器制冰是否正常、检查制冰机表面是否清洁、检查制冰器上减速机转动轴润滑油量情况。每季度检查减速机工作状况，润滑油面是否正常、检查电箱内接线端是否松动、检查冷凝器室外管道连接情况、清洗制冰器。

2.制冰器检查维护

制冰器中耐磨的刮冰板（图3）与内桶壁紧密配合，保证了制冰器可以长时间的运行，在机器停用后，应该检查刮冰板与内桶壁的磨损情况，一般而言，刮冰板（PVC材质）磨损较快，在刮刃磨损较少时，可以调节刮冰板固定螺栓以调节刮刃与内桶壁的间隙，如果磨损较多，或者有缺损情况，应该予以换新。

为保证制冰效果，需定期对制冰器内部进行清洁，清洁步骤如下：

（1）用海绵浸湿中性肥皂水抹去制冰器表面的污垢，然后用清洁柔软的抹布擦干；

（2）打开观察盖，用软布、软刷或者带有软刷的吸尘器清除机体内的灰尘和污垢，清洗水槽，疏通洒水孔。

制冰器的减速机是带动刮冰板转动的重要部件，其累计运行2500小时需换油一次。换油时需要将减速机拆下，放置于清洁干净的地方，松开透气塞，用内六角扳手将卸油栓旋下，油会顺着放油孔排出。为使减速机排油彻底，可从透气阀处接入高压气体将残油冲出。油排放干净后再将卸油栓旋紧，从透气塞中缓缓注入润滑油，加至视油镜约1/2处。

在工作中，还应注意检查制冰器、减速机的固定螺栓是否松动，以免相关设备发生不正常震动导致设备损坏。

3.压缩机维护

压缩机运行时其表面温度可能超过60℃或低于0℃，应避免对操作人员造成伤害。压缩机开机前应充分预热，降低冻油中制冷剂含量，否则会对压缩机造成严重损坏，系统未充注制冷剂时严禁启动压缩机。启动压缩机前必须确保排气管路阀门已经完全打开，防止压缩机损坏。在压缩机运行开始的几个小时内必须反复检查油位，保证缩机能够正常回油，确保润滑油能够正常补充。压缩机长期停用需要关闭吸、排气阀门，再次投入使用时应按照要求予以检查。

4.冷凝器维护

S30A工业流化冰制冰机可以采用水冷冷凝器或者风冷冷凝器，在船舶使用时一般采用水冷冷凝器，水冷冷凝器效果好，易于管理，但是由于海水中污垢较多，冷凝器结垢也会较多，一方面导致冷却水量减少，一方面影响冷凝器传热系数[4]，所以，定期和视情清洁冷凝器水冷面是。制冰机采用的是风冷冷凝器，需定期清洁，否则会导致制冷量下降和高压故障。用软刷或带有软刷的吸尘器由上往下清洁冷凝器的散热翅片，不可以左右刷，不可以用力过猛，不可以用硬物清理。用灯光照射冷凝器，仔细查看翅片间是否存在污垢异物，如有，则可从风机安装处用压缩空气进行吹除。

四、流化冰制冰机常见故障处理

工业流化冰制冰机在运行过程中会出现一些故障，需要及时检查并采取相应的维修措施，常见故障有产冰量不足、吸气压力过低、排气压力过高、压缩机缸头结霜、冰晶颗粒较大等。

1.产冰量不足

产冰量不足可能为制冷系统故障导致，如压缩机故障、膨胀阀损坏、过冷度调节不当等，制冷效果变差而不能将盐水降温结晶，这可以通过检查制冷系统各部件或者参数调节来解决，尤其对于刮削式制冰机，过冷度是一个非常重要的参数，过冷度太小，则制冰量不足，过冷度太大，则冰结晶过大[5]，会影响流化冰的质量。在实践中，流化冰制冰机产冰量不足还可能是盐水浓度过高导致，因为海水盐度过高将导致溶液冰点过低，盐水在制冰器内壁上很难凝结成冰晶，这可通过调节盐水浓度、排出过浓盐水或适当补充淡水的方法来解决。制冰器内壁上如果有污垢，将降低制冷效果，内壁也难形成结晶，这可通过清洗制冰器内壁来解决。

2.吸气压力过低

制冰机发生吸气压力过低故障的原因有系统系统中制冷剂量过低，如制冷剂充注量不足、系统泄漏、或者检修时回收不足而导致冷剂释放等，可检查系统，确认冷剂不足原因，如检查泄漏点并修补后补充制冷剂等来解决。膨胀阀开启度过小导致制冷剂在蒸发器内通过量太少也将导致吸气压力过低，主要原因是膨胀阀调节不当、温包位置不正确等，可通过对膨胀阀进行检修、调整来解决。

3.排气压力过高

制冰机发生排气压力过高故障的常见原因为冷却效果变差，冷凝器结垢脏堵将导致制冷剂从压缩机进入冷凝器后热量不能及时排出，从而导致系统压力升高。可通过清洗冷凝器来解决。该故障也可能是由于制冷剂充注过多，系统循环流量过大，冷凝热负荷过大，热量不能及时排除，可通过回收部分制冷剂来解决。

4.压缩机油压保护

压缩机发生油压保护的原因可能为压缩机回油不正常，压缩机中的润滑油会与制冷剂气

体混合排出压缩机，需利用油分离器将润滑油从制冷剂气体中分离出来再送回压缩机中，油分离器故障将影响回油过程，该故障可通过检查油分离器并修复来解决。该故障也可能是由于压缩机开机前未预热，压缩机内温度不够，润滑油还处在冷冻状态制冷剂含量较多，触发油压保护，可通过压缩机预热来解决。

5.压缩机缸头结霜

在刚启动时，流化冰制冰机的蒸发负荷较大，膨胀阀开启较大，一定湿蒸汽将回流到压缩机，压缩机缸头出现轻微结霜是正常的，一般在系统稳定工作后就会很快消失。如果在正常工作中出现压缩机缸头结霜，故障的原因通常为膨胀阀调节不当、感温包安装错误或固定松脱，以致感受的温度过高而使膨胀阀阀芯不正常地开大，使大量湿蒸汽吸入压缩机，在缸头处吸收热量而导致其结霜，需要检查膨胀阀、调整感温包位置等。

6.冰晶颗粒较大

流化冰制冰机发生冰晶颗粒较大故障的原因可能为刮冰板损坏或刮冰板刮韧距离制冰器内壁距离较远，刮冰板不能及时将制冰机内壁的冰晶粒子刮下，导致冰晶粒子在制冰机内壁大量聚结，可通过更换刮冰板或调节刮冰板位置来解决。如果制冷系统过冷度调节不当，结晶过多过大，或者制冰器刮削电机转速不够等，也将导致流化冰冰晶颗粒较大，这需要及时调节过冷度以及检测电机工作状况等。

五、结语

流化冰制冰机在被安装和使用的过程中，需要安装人员和使用人员遵照操作规范和流程，对制冰机进行必要的定期维护，在制冰机发生故障时能够准确判断并及时解决，这样才能保证制冰机使用寿命和充分发挥其使用效率。

参考文献：

[1] 王飞波， 王磊， 李敏霞，等. 刮片式流化冰制冰机制冰特性研究[J]. 工程热物理学报， 2016（8）：1613-1619.

[2] 黄成， 吴昊凡， 黄河源，等. 螺旋刮削式流态冰制取性能的实验研究[J]. 化工进展， 2017， 36（1）：59-65.

[3] 樊磊. 利用船舶主机余热与海水制取流化冰的装置设计[J]. 舰船科学技术， 2016， 38（10）：178-180.

[4] 杨丁丁， 柳建华， 徐小进， 张良. 海水中动态污垢组成及影响因素的实验研究[J]. 制冷技术，2018，38（01）：19-25+31.

[5] 杨燕， 景伟强， 袁训锋. 过冷度影响冰晶生长的相场法研究[J]. 低温与超导， 2018， 46（09）：67-71+76.

作者简介：姜陶（1995—），男，江苏省宿迁市，硕士，助教。研究方向：冷链物流。