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制冰机原理

技师专业论文

工种:

制冷设备维修工

题目:

马尼托瓦克QD0662A制冰机工作原理与维修

姓名:

身份证号;

等级:

技师

准考证号:

培训单位:

北京市工贸技师学院

鉴定单位:

039鉴定所

日期:

2011年3月25日

内容提要:

任何制冷设备的检修都必须了解其工作原理,只有了解了设备的工作原理检修起了才能得心应手有的放矢。

本文以马尼托瓦克QD0662A制冰机的工作原理与检修为例，论述制冰机控制系统的工作原理,制冷系统的工作原理,制冰机的保护限制,制冰机的清洗与消毒,列举了制冰机的常见故障的处理方法以及制冷剂的加注,了解了制冰机的工作原理对制冰机检修起了才能够做到事半功倍。

关键词:

制冰机、单片机控制器、R404A

一、绪论

二、控制系统工作原理

（一）制冰过程

（二）收冰过程

（三）冰满自动停机

（四）清洗和消毒

（五）保护限制

三、制冷系统工作原理

四、制冰机的常见故障与检修

（一）冰厚探测器和水位探测器的检修

（二）箱体开关的检修

（三）制冷剂的加注

五、结论

马尼托瓦克QD0662A制冰机工作原理与维修

一、绪论

本人在一家星级酒店从事制冷设备的保养维修工作,在实际工作中感觉到要想检修制冷设备必须了解设备的工作原理。

酒店有几台马尼托瓦克QD0662A制冰机.采用先进的微电脑技术和进口零部件,工作可靠,故障率低,如不了解机器的工作原理出现故障时维修无从下手。

采用R404A作制冷剂对制冷剂的加注提出了新的要求,本文介绍该制冰机的工作原理,常见故障的处理和制冷剂加注的问题.

二、控制系统工作原理

本机采用单片机作为整个机器的控制中心，控制机器的制冰、收冰、清洗与消毒、保护限制等工作程序。

在控制器上有四个指示灯指示机器的工作状态。

工作原理图见图一所示。

（一）制冰过程

机器通电功能开关置于“制冰”此时控制器的箱体开关“CURTAIN”指示灯亮,首先水泵和排水电磁阀先通电45秒（排水时间设定为45秒）排除水槽中残存的水,以保证制冰的水新鲜干净,在排水期间热气阀也通电,45秒后压缩机启动同时启动冷凝风扇（冷凝风扇和压缩机使用同一接触器控制在冷凝风扇的主回路中串入一个压力开关作为冷凝风扇的启停控制当冷凝压力高于1.72MPa时冷凝风扇启动，低于1.38MPa时冷凝风扇停止）、关闭水泵和排水阀、打开进水电磁阀在整个制冰和收冰过程压缩机始终保持运行状态,在压缩机启动5秒后热气阀关闭，压缩机对冰室（蒸发器）预冷30秒后启动水泵,当水槽里的水连续3秒接触水位探测器（水位探测器与水接触时控制器的水位“WATER”指示灯亮）或连续进水6分钟进水阀关闭。

在水泵和分水器的作用下水均匀的流过冻室的每一小格被冷冻,随着冰块的形成水位的下降水位“WATER”指示灯熄灭，此时将进行一次再补水至水位探测器与水接触３秒停止以保证有足够的水量制冰。

图一

（二）收冰过程

当足够的冰形成冰厚探测器接触到水流（并非冰）此时控制器的收冰/安全限制“HARVEST”指示灯亮经过连续7秒与水流的接触开始收冰，但如制冰时间未达到6分钟制冰机不会进入收冰程序。

当冰厚探测器与水连续接触7秒且制冰时间超过6分钟制冰机开始收冰。

收冰时水泵继续运转排水电磁阀打开排掉水槽中的水排水时间可以设定为15秒、30秒、45秒（在控制器上有一排水时间选择开关），只有排水时间设定为45秒时排水的最后15秒进水电磁阀打开若排水时间设定为15秒或30秒在整个排水期间进水电磁阀不会打开,按照设定时间排水后进水电磁阀、排水电磁阀、水泵关闭且在整个收冰过程中不再动作，排水开始时热气阀打开热的制冷剂蒸汽流入蒸发器给形成的冰块加热随着加热时间的延长冰块在重力的作用下成整片滑落到储冰室中，水帘板在滑落冰块的作用下摆起-落下,打开-关闭箱体开关同时控制器的箱体开关“CURTAIN”指示灯熄灭-点亮,箱体开关的即时打开-关闭将结束收冰过程,制冰机将进入下一制冰程序。

（三）冰满自动停机

当收冰过程结束且储冰箱装满时，冰块滑落不下来使水帘板保持打开状态此时控制器的箱体开关“CURTAIN”指示灯熄灭，持续7秒后制冰机停止工作。

当冰块被取走水帘板复位且距上次停机时间超过3分钟制冰机按照开始制冰的程序启动。

（四）清洗和消毒

为保证制冰机高效率的工作此制冰机设置了清洗消毒程序厂家说明书规定每六个月清洗消毒一次，由于我单位水质较差所以每四个月对制冰机进行一次清洗消毒。

在制冰机结束收冰程序且冰块滑落到储冰箱时把功能开关置于“清洗”位置，制冰机将进入清洗程序此时清洗“CLEAN”指示灯点亮,在清洗程序开始１分钟水完全流过蒸发器时将１５０毫升万利多制冰机清洗剂倒入水槽中，制冰机进行１０分钟的清洗后排水再进行６次的漂洗过程然后清洗“CLEAN”指示灯熄灭制冰机停机整个过程大约需要２5分钟。

消毒的程序与清洗相同只不过加入的是９０毫升的消毒剂。

制冰机可以设置成清洗消毒之后自动启动制冰程序,在制冰机清洗消毒程序启动1分钟后将功能开关从“清洗”位置拨到“制冰”位置，这样制冰机在完成清洗消毒程序后将自动启动制冰程序。

在功能开关拨到“制冰”位置时打开箱体开关会中断清洗消毒程序，当箱体开关合上后清洗消毒程序会从中断点继续开始。

如果清洗消毒程序工作少于45秒将功能开关拨至“关机”位置，将取消清洗消毒程序，如果清洗消毒程序工作超过45秒将功能开关拨至“关机”-“制冰”-“关机”也将取消清洗消毒程序。

（五）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过热保护,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复位接通。

制冰机除了采用常规的过热保护和高压保护外，控制器还内置了两个安全限制以保证制冰机的主要部件不受损坏。

1#安全限制：

如果制冰时间超过60分钟控制器将自动开始收冰，如果连续3次制冰时间超过60分钟制冰机将停机。

2#安全限制：

如果收冰时间超过3.5分钟制冰机控制器将结束收冰程序回到制冰程序，如果3次收冰超过3.5分钟制冰机将停机。

当制冰机因安全限制停机时可以根据控制器上的收冰/安全限制“HARVEST”指示灯判断是由哪种安全限制引起的停机，将功能开关拨至“停机”-“制冰”收冰/安全限制“HARVEST”指示灯闪烁一次表示由1#安全限制引起，闪烁两次表示由2#安全限制引起，安全限制指示完毕后制冰机将重新启动直到再次超出安全限制，如故障排除制冰机连续正常制冰100次安全限制指示将解除，控制器只存储最后超出的安全限制，在100次正常制冰未达到之前将功能开关拨至“关机”-“制冰”制冰机将指示最后的一次安全限制，如果制冰机重新启动时收冰/安全限制“HARVEST”指示灯无闪烁表明停机与安全限制无关。

图二

三、制冷系统工作原理

制冰机在制冰时制冷剂经压缩机压缩成高压气体进入冷凝器在冷凝器冷凝成液体经膨胀阀节流后流入蒸发器在蒸发器吸收水的热量后变成低温低压气体后被压缩机吸收压缩，随着冰块的形成吸气压力逐渐降低。

见图二。

在收冰时经压缩机压缩的热的制冷剂蒸汽经过热气阀流入蒸发器给冰块加热至冰块与蒸发器分离滑落到储冰室中，为保证适当换热量和防止制冷剂液击压缩机热气阀必须按照一定的尺寸制造。

收冰过程见图三所示。

图三

四、制冰机的常见故障与检修

由于此制冰机采用先进的单片机控制技术和进口零部件因此机器工作稳定，故障率低，由于厂家在出厂时在印刷电路板上刷了一层防水胶，单片机的型号无从考证。

但此型号机器运行九年从未出现过一例控制器损坏的故障，出现故障多是由外部因素和传感器引起，外部因素主要是供水、供电被切断以至机器不能正常工作。

传感器故障包括冰厚探测器、水位探测器和箱体开关故障。

（一）冰厚探测器和水位探测器的检修

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悬挂于箱体上方偏右侧,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通个过调整螺钉可以调整金属片与蒸发器的距离以调整冰块的厚度。

检修实例：

有一台制冰机出现停机故障，在确认供电正常的情况下将功能开关拨至“关机”-“制冰”此时收冰/安全限制“HARVEST”灯闪烁两次后制冰机按制冰程序启动。

收冰/安全限制“HARVEST”指示灯闪烁两次表明机器是由2#安全限制引起停机，为什么2#安全限制会动作呢？

对制冰过程仔细观察发现在制冰过程中收冰/安全限制“HARVEST”指示灯在间断的亮起，冰厚探测器上结满了水垢，分析认为由于冰厚探测器上结满水垢制冰过程中水飞溅到冰厚探测器上水使收冰/安全限制“HARVEST”指示灯点亮超过7秒，使制冰机进入收冰程序由于冰块还未形成不会有冰块滑落打开箱体开关以至收冰时间超过3.5分钟，连续3次后2#安全限制启动。

处理方法：

关机将冰厚探测器拆下用弱酸清洗干净，由于金属片裸露部分过多增加了误动的几率，用热熔胶将过多的部分封闭只留下部0.5厘米宽裸露，将探测器装回开机故障排除。

水位探测器采用与冰厚探测器同样的工作原理,安装于水槽右上方也存在水飞溅到探测器上的问题，如进水未满探测器动作会造成水量不够冰块厚度达不到要求连续制冰时间超过60分钟引起1#安全限制动作，处理方法与冰后探测器相同。

（二）箱体开关的检修

箱体开关是在水帘板的右下角安装一块圆形磁铁在箱体与之对应的位置安装一个长方形塑料壳，壳内用环氧树脂封装一干簧管。

水帘板在滑落冰块的作用下打开、关闭使干簧管断开、导通作为收冰结束的信号送到控制器同时箱体开关“CURTAIN”指示灯熄灭、点亮。

正常的箱体开关在导通时阻值小于70Ω，断开时阻值大于30KΩ。

如箱体开关的阻值在70Ω-30KΩ之间表明箱体开关以损坏。

可用普通常开干簧管代换，代换时注意调整箱体开关位置，保证在磁铁靠近时接通远离是断开，如箱体开关“CURTAIN”指示灯不能点亮应首先检查磁铁是否丢失。

（三）制冷剂的加注

由于CFC类制冷剂对空气中的臭氧和大气层的臭氧有严重的破坏作用会导致太阳紫外线增强破坏人体的免疫系统，已于1995年在发达国家根据《蒙特利尔议定书》停止生产使用,作为过渡性制冷剂HCFC也将于2030年被禁止在发达国家使用。

马尼托瓦克QD0662制冰机采用对臭氧破坏极小的HFC类制冷剂-R404A。

R404A是由R125、R134a、R143a按照44：

52：

4的比例组成的非共沸混合制冷剂,由于三种组分的沸点不同在制冷剂出现泄漏时如采用补加的方法会造成三种组分的比例发生变化,宜采用排空重新加注的方法。

在加注制冷剂时需按照铭牌上的加注量以液态方式从高压侧加注，由于R404A压缩机需采用多元醇酯类润滑油所以加氟表、真空泵等制冷工具不能和其他制冷剂的工具混用，我单位曾有一名制冷工错把R22的冷冻油加到R404A系统中造成压缩机损坏，在反复清洗系统后更换压缩机、干燥过滤器后才得以修复。

加氟高压表量程应大于3.0MPa。

加氟的具体操作步骤：

确认功能开关置于“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。

注意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。

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到-0.1MPa抽空约半小时后关闭高、低压阀门，关闭真空泵观察1小时压力无回升即可加氟，将黄色软管连接在倒置于电子称上的R404A钢瓶，电子称应放在高于制冰机的位置打开制冷剂钢瓶从双联表处排除软管内空气，打开高压表阀门待电子称读数减下到制冰机应加注的重量时关闭制冷剂钢瓶和高压表阀，QD0662A的标准加注量为0.794Kg。

在系统稳定三四分钟后将功能开关置于“制冰”位置。

压缩机启动后观察高压表应在2.50MPa左右，低压压力0.36MPa左右。

在收冰时高压表在1.35MPa左右，低压表在0.80MPa左右。

制冷剂加注量可略低于标准加注量，绝对不能高于标准加注量。

在观察两次制冰程序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。

五、结论

通过对马尼托瓦克QD0662A制冰机工作原理的分析和实际故障的检修处理,本人感觉到要想对制冰机的故障做出准确的判断必须了解制冰机的工作原理,这样才能做到心中有数有的放矢的对制冰机进行检修。

对于任何制冷设备的检修都是如此，要想检修制冷设备必需了解设备的工作原理。

冰箱加氟是制冷工的基本功课但检修新型冰箱如不了解R600a的可燃性盲目的焊接不但会对设备造成损毁，还会危及到自身的安全。

随着科学技术的发展和进步，新的理论和技术不断的引进到制冷行业，作为一名制冷行业的从业人员应学习新知识、新技术以提高自己的技术水平，只有这样才能跟上时代的步伐使自己在这个行业立于不败之地。

注:

本论文图纸来自《ManitowocQ型维修手册》

参考文献

1《ManitowocQ型维修手册1997Manitowoc/Ice/inc80-1100-3》

2毛永年《制冷设备维修工技师培训教材》机械工业出版社2007年1月

3赵先美《制冷剂CFCs和HCFCs的替代及HFCs使用前景分析》家电维修2004年第2期第25页

技师专业论文作者:

（签字）

2011年4月7日