某輪活塞型冰機(jī)結(jié)構(gòu)原理及常見故障分析

張立元　涂豐強(qiáng)　張明敏

摘要：冰機(jī)是船舶冷藏系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)食品保鮮以及保障船舶的續(xù)航力有著重要作用。冷藏系統(tǒng)中，以制冷劑為工作介質(zhì)，經(jīng)過(guò)冰機(jī)的一系列處理將制冷劑變成低溫的制冷劑液體，在冷庫(kù)中的風(fēng)機(jī)內(nèi)進(jìn)行熱交換，從而實(shí)現(xiàn)吸收冷庫(kù)熱量，降低冷庫(kù)溫度，起到對(duì)食品保鮮的作用。某輪安裝了兩臺(tái)CMO24型制冷冰機(jī)，現(xiàn)主要對(duì)其結(jié)構(gòu)原理以及常見故障進(jìn)行分析介紹。

關(guān)鍵詞：活塞型冰機(jī);供液電磁閥;二次蒸發(fā);結(jié)構(gòu)原理;故障

0 引言

CMO24型制冷冰機(jī)是某輪冷藏系統(tǒng)的主要組成部分，通過(guò)設(shè)置在冷庫(kù)里的風(fēng)機(jī)（即蒸發(fā)器）吸收被冷卻物品的熱量從而降低冷庫(kù)溫度，達(dá)到對(duì)食品保鮮的目的。

1 結(jié)構(gòu)組成及主要性能參數(shù)

CMO24型制冷冰機(jī)由活塞型壓縮機(jī)、水冷管殼式冷凝器、外平衡式熱力膨脹閥、風(fēng)機(jī)（盤管式蒸發(fā)器）、離心水泵、流量調(diào)節(jié)閥、負(fù)荷調(diào)節(jié)電磁閥、供液電磁閥、氣液分離器、干燥過(guò)濾器、溫度傳感器等組成，主要性能參數(shù)如表1所示。

2 工作原理

當(dāng)冷庫(kù)內(nèi)的溫度達(dá)到溫度繼電器調(diào)定的上限值時(shí)，控制供液電磁閥得電，供液電磁閥打開;積聚在供液電磁閥后段的有一定壓力的制冷劑蒸汽，通過(guò)電磁閥到達(dá)壓縮機(jī)內(nèi)部，設(shè)置在壓縮機(jī)內(nèi)的吸氣壓力傳感器感受到這股壓力并達(dá)到壓縮機(jī)啟動(dòng)值時(shí)，壓縮機(jī)啟動(dòng)。壓縮機(jī)吸入來(lái)自風(fēng)機(jī)（蒸發(fā)器）及經(jīng)過(guò)冷凝器二次蒸發(fā)[1]（二次蒸發(fā)內(nèi)容在介紹冷凝器時(shí)進(jìn)行詳述）的制冷劑蒸汽，在汽缸內(nèi)將其壓縮成高溫高壓的制冷劑蒸汽排至冷凝器，經(jīng)冷凝器冷卻后進(jìn)入膨脹閥，經(jīng)過(guò)膨脹閥的節(jié)流降壓后變成低溫低壓的制冷劑液體進(jìn)入冷庫(kù)風(fēng)機(jī)（蒸發(fā)器），與冷庫(kù)內(nèi)的食品進(jìn)行熱交換后使冷庫(kù)溫度降低。

3 主要部件的作用及原理

（1）活塞型壓縮機(jī)。該輪安裝的是V形活塞型壓縮機(jī)[2]，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曲軸使活塞在汽缸內(nèi)做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，分為4個(gè)過(guò)程，即壓縮、排氣、膨脹、吸氣，從而實(shí)現(xiàn)制冷劑的壓縮與排出。

（2）冷凝器。一方面，冷凝器使來(lái)自壓縮機(jī)的高溫高壓的制冷劑蒸汽冷凝成液態(tài)制冷劑，另一方面，由于冷庫(kù)內(nèi)溫度較低，制冷劑在冷庫(kù)風(fēng)機(jī)中熱交換后不會(huì)全部變成制冷劑蒸汽，而是會(huì)形成制冷劑的汽液混合物，為保證壓縮機(jī)吸入干的飽和制冷劑蒸汽，防止凍壞壓縮機(jī)或者形成“液積”，因此需要在經(jīng)過(guò)冷凝器的二次蒸發(fā)后全部變成干的飽和制冷劑，再重新進(jìn)入壓縮機(jī)。

（3）熱力膨脹閥[3]。熱力膨脹閥分為外平衡式熱力膨脹閥和內(nèi)平衡式熱力膨脹閥，該輪使用的為外平衡式熱力膨脹閥，其主要通過(guò)安裝在制冷劑回路上的感溫包來(lái)控制其開度的大小。

（4）風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)由毛細(xì)銅管組成的蒸發(fā)器和風(fēng)機(jī)組成，低溫的液態(tài)制冷劑在銅管內(nèi)流動(dòng)，通過(guò)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器的空氣溫度降低，從而使冷庫(kù)溫度降低。

（5）水壓開關(guān)。水壓開關(guān)安裝在冷凝器冷卻水的出口管路上，主要用于檢測(cè)管路中水的壓力大小。當(dāng)水壓低于設(shè)定值時(shí)報(bào)警停機(jī)，并切斷壓縮機(jī)的運(yùn)行，起到保護(hù)作用。

（6）排氣壓力高開關(guān)。排氣壓力高開關(guān)安裝在壓縮機(jī)排氣端，用于檢測(cè)壓縮機(jī)的排氣壓力。正常運(yùn)行時(shí)排氣壓力小于2.1 MPa，當(dāng)排氣壓力大于2.1 MPa時(shí)報(bào)警停機(jī)，并切斷壓縮機(jī)的運(yùn)行，起到保護(hù)作用。

（7）供液電磁閥。供液電磁閥安裝于制冷劑管路上，用于控制制冷劑的流動(dòng)，從而控制壓縮機(jī)的啟停。

4 活塞型冰機(jī)常見故障分析與排除

（1）排氣壓力高報(bào)警停機(jī)。故障現(xiàn)象：巡視檢查人員抄表時(shí)發(fā)現(xiàn)某臺(tái)冰機(jī)控制面板上顯示排氣壓力高報(bào)警導(dǎo)致冰機(jī)停機(jī)，面板上各個(gè)庫(kù)房的溫度都在零下幾攝氏度。

原因分析：1）冷庫(kù)溫度較高，冰機(jī)一直滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致排氣壓力高報(bào)警停機(jī);2）系統(tǒng)中充注的制冷劑過(guò)多;3）冷卻水流量偏小;4）冷凝器內(nèi)部銅管臟堵，導(dǎo)致?lián)Q熱效果變差。排除方法：1）關(guān)掉多余的冷庫(kù)，單開一個(gè)或兩個(gè)冷庫(kù)進(jìn)行分庫(kù)打冷;2）泄放掉系統(tǒng)內(nèi)的多余制冷劑;3）檢查冷卻水閥件是否全部打開或清潔冷凝器的進(jìn)水濾器;4）對(duì)冷凝器內(nèi)部銅管進(jìn)行徹底清洗。

（2）風(fēng)機(jī)過(guò)載停機(jī)[4]。故障現(xiàn)象：巡視人員檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)冰機(jī)控制面板上出現(xiàn)風(fēng)機(jī)過(guò)載報(bào)警，且報(bào)警無(wú)法復(fù)位。

原因分析：1）冷庫(kù)內(nèi)物品堆放雜亂或堆放物遮擋風(fēng)機(jī)導(dǎo)致?lián)Q熱不暢，風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，出現(xiàn)過(guò)載報(bào)警;2）冷庫(kù)中溫度較低容易結(jié)冰，若風(fēng)機(jī)融霜系統(tǒng)或風(fēng)機(jī)盛水盤加熱出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致結(jié)冰嚴(yán)重，致使風(fēng)機(jī)扇葉被凍住，從而無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)，出現(xiàn)過(guò)載報(bào)警;3）風(fēng)機(jī)電機(jī)本體出現(xiàn)故障導(dǎo)致過(guò)載。排除方法：1）檢查風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，整理冷庫(kù)內(nèi)的物品，移除風(fēng)機(jī)旁的遮擋物，提高換熱效率;2）檢查風(fēng)機(jī)扇葉是否被冰凍住，若扇葉被凍住，則要清除風(fēng)機(jī)及扇葉旁的冰霜，并對(duì)加熱絲等電氣元件進(jìn)行檢查，若出現(xiàn)故障要及時(shí)進(jìn)行更換。

（3）冰機(jī)開機(jī)時(shí)振動(dòng)聲音大。故障現(xiàn)象：值班人員在開啟低溫冰機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)此冰機(jī)存在振動(dòng)聲音異?，F(xiàn)象，并且在將該機(jī)開到滿負(fù)荷的情況下，振動(dòng)異常聲音進(jìn)一步加大。

原因分析：通常情況下，冰機(jī)開機(jī)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)源于冷凝器中冷卻管部分松動(dòng)。冷凝器中冷卻管如在出廠時(shí)質(zhì)量較差或在安裝時(shí)處理不當(dāng)，都將為其日后發(fā)生松動(dòng)，造成冷凝器振動(dòng)留下安全隱患。通過(guò)對(duì)冰機(jī)工作原理的分析，認(rèn)為可能是冷凝器內(nèi)部存在問(wèn)題，導(dǎo)致冰機(jī)在開啟過(guò)程中出現(xiàn)異常振動(dòng)的聲音。在冷凝器工作負(fù)荷逐漸增大時(shí)，冷卻管松動(dòng)的間隙會(huì)逐漸加大，振動(dòng)也會(huì)隨之逐漸加大，導(dǎo)致冷凝器工作噪聲升高。冷卻管松動(dòng)嚴(yán)重，會(huì)使管壁破損，導(dǎo)致氟利昂泄漏于水中，在冷凝器內(nèi)部結(jié)冰，造成其他冷卻管損壞，冷凝器內(nèi)部壓力會(huì)伴隨結(jié)冰而迅速升高。排除方法：在與冰機(jī)服務(wù)商進(jìn)行溝通后，確定是冷凝器內(nèi)部銅管松動(dòng)導(dǎo)致出現(xiàn)振動(dòng)異響，在將故障冷凝器更換后，冰機(jī)開啟聲音恢復(fù)至正常狀態(tài)，并且在將冰機(jī)開到滿負(fù)荷后也未出現(xiàn)異常振動(dòng)聲音，問(wèn)題得以解決。

（4）冰機(jī)吸氣端軟管裂紋使制冷劑泄漏。故障現(xiàn)象：冰機(jī)吸氣端無(wú)壓力，初步檢查沒有發(fā)現(xiàn)明顯有泄漏的地方。