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摘要：冰机是船舶冷藏系统的重要组成部分，对食品保鲜以及保障船舶的续航力有着重要作用。冷藏系统中，以制冷剂为工作介质，经过冰机的一系列处理将制冷剂变成低温的制冷剂液体，在冷库中的风机内进行热交换，从而实现吸收冷库热量，降低冷库温度，起到对食品保鲜的作用。某轮安装了两台CMO24型制冷冰机，现主要对其结构原理以及常见故障进行分析介绍。
关键词：活塞型冰机;供液电磁阀;二次蒸发;结构原理;故障
0 引言
CMO24型制冷冰机是某轮冷藏系统的主要组成部分，通过设置在冷库里的风机（即蒸发器）吸收被冷却物品的热量从而降低冷库温度，达到对食品保鲜的目的。
1 结构组成及主要性能参数
CMO24型制冷冰机由活塞型压缩机、水冷管壳式冷凝器、外平衡式热力膨胀阀、风机（盘管式蒸发器）、离心水泵、流量调节阀、负荷调节电磁阀、供液电磁阀、气液分离器、干燥过滤器、温度传感器等组成，主要性能参数如表1所示。
2 工作原理
当冷库内的温度达到温度继电器调定的上限值时，控制供液电磁阀得电，供液电磁阀打开;积聚在供液电磁阀后段的有一定压力的制冷剂蒸汽，通过电磁阀到达压缩机内部，设置在压缩机内的吸气压力传感器感受到这股压力并达到压缩机启动值时，压缩机启动。压缩机吸入来自风机（蒸发器）及经过冷凝器二次蒸发[1]（二次蒸发内容在介绍冷凝器时进行详述）的制冷剂蒸汽，在汽缸内将其压缩成高温高压的制冷剂蒸汽排至冷凝器，经冷凝器冷却后进入膨胀阀，经过膨胀阀的节流降压后变成低温低压的制冷剂液体进入冷库风机（蒸发器），与冷库内的食品进行热交换后使冷库温度降低。
3 主要部件的作用及原理
（1）活塞型压缩机。该轮安装的是V形活塞型压缩机[2]，由电动机带动曲轴使活塞在汽缸内做直线往复运动，分为4个过程，即压缩、排气、膨胀、吸气，从而实现制冷剂的压缩与排出。
（2）冷凝器。一方面，冷凝器使来自压缩机的高温高压的制冷剂蒸汽冷凝成液态制冷剂，另一方面，由于冷库内温度较低，制冷剂在冷库风机中热交换后不会全部变成制冷剂蒸汽，而是会形成制冷剂的汽液混合物，为保证压缩机吸入干的饱和制冷剂蒸汽，防止冻坏压缩机或者形成“液积”，因此需要在经过冷凝器的二次蒸发后全部变成干的饱和制冷剂，再重新进入压缩机。
（3）热力膨胀阀[3]。热力膨胀阀分为外平衡式热力膨胀阀和内平衡式热力膨胀阀，该轮使用的为外平衡式热力膨胀阀，其主要通过安装在制冷剂回路上的感温包来控制其开度的大小。
（4）风机。风机由毛细铜管组成的蒸发器和风机组成，低温的液态制冷剂在铜管内流动，通过风机的转动，经过蒸发器的空气温度降低，从而使冷库温度降低。
（5）水压开关。水压开关安装在冷凝器冷却水的出口管路上，主要用于检测管路中水的压力大小。当水压低于设定值时报警停机，并切断压缩机的运行，起到保护作用。
（6）排气压力高开关。排气压力高开关安装在压缩机排气端，用于检测压缩机的排气压力。正常运行时排气压力小于2.1 MPa，当排气压力大于2.1 MPa时报警停机，并切斷压缩机的运行，起到保护作用。
（7）供液电磁阀。供液电磁阀安装于制冷剂管路上，用于控制制冷剂的流动，从而控制压缩机的启停。
4 活塞型冰机常见故障分析与排除
（1）排气压力高报警停机。故障现象：巡视检查人员抄表时发现某台冰机控制面板上显示排气压力高报警导致冰机停机，面板上各个库房的温度都在零下几摄氏度。
原因分析：1）冷库温度较高，冰机一直满负荷运转，导致排气压力高报警停机;2）系统中充注的制冷剂过多;3）冷却水流量偏小;4）冷凝器内部铜管脏堵，导致换热效果变差。排除方法：1）关掉多余的冷库，单开一个或两个冷库进行分库打冷;2）泄放掉系统内的多余制冷剂;3）检查冷却水阀件是否全部打开或清洁冷凝器的进水滤器;4）对冷凝器内部铜管进行彻底清洗。
（2）风机过载停机[4]。故障现象：巡视人员检查时发现冰机控制面板上出现风机过载报警，且报警无法复位。
原因分析：1）冷库内物品堆放杂乱或堆放物遮挡风机导致换热不畅，风机长时间运转，出现过载报警;2）冷库中温度较低容易结冰，若风机融霜系统或风机盛水盘加热出现故障，会导致结冰严重，致使风机扇叶被冻住，从而无法运转，出现过载报警;3）风机电机本体出现故障导致过载。排除方法：1）检查风机运行状态，整理冷库内的物品，移除风机旁的遮挡物，提高换热效率;2）检查风机扇叶是否被冰冻住，若扇叶被冻住，则要清除风机及扇叶旁的冰霜，并对加热丝等电气元件进行检查，若出现故障要及时进行更换。
（3）冰机开机时振动声音大。故障现象：值班人员在开启低温冰机时发现此冰机存在振动声音异常现象，并且在将该机开到满负荷的情况下，振动异常声音进一步加大。
原因分析：通常情况下，冰机开机时产生振动源于冷凝器中冷却管部分松动。冷凝器中冷却管如在出厂时质量较差或在安装时处理不当，都将为其日后发生松动，造成冷凝器振动留下安全隐患。通过对冰机工作原理的分析，认为可能是冷凝器内部存在问题，导致冰机在开启过程中出现异常振动的声音。在冷凝器工作负荷逐渐增大时，冷却管松动的间隙会逐渐加大，振动也会随之逐渐加大，导致冷凝器工作噪声升高。冷却管松动严重，会使管壁破损，导致氟利昂泄漏于水中，在冷凝器内部结冰，造成其他冷却管损坏，冷凝器内部压力会伴随结冰而迅速升高。排除方法：在与冰机服务商进行沟通后，确定是冷凝器内部铜管松动导致出现振动异响，在将故障冷凝器更换后，冰机开启声音恢复至正常状态，并且在将冰机开到满负荷后也未出现异常振动声音，问题得以解决。
（4）冰机吸气端软管裂纹使制冷剂泄漏。故障现象：冰机吸气端无压力，初步检查没有发现明显有泄漏的地方。 原因分析：1）系统缺少制冷剂;2）系统发生制冷剂泄漏情况。排除方法：在加注一瓶制冷剂后再次检查（注：正常情况下检查泄漏时应收回制冷剂，在系统中充氮气检查），依次检查压缩机、冷凝器、储液器、膨胀阀及蒸发器本体和进出口管路，没有发现明显泄漏的地方。主要部件检查正常后检查制冷剂管路发现吸气端隔热材料包扎的软管处有泄漏的声音，撕开隔热材料后查看软管中间部位有明显的制冷剂气体冒出的声音，确定后用检漏仪检查确定是钢丝软管处泄漏制冷剂。在发现泄漏处后，将制冷剂收回储液器，关闭系统所有阀门，将软管外层钢丝清理出合适范围，内层软管刮平毛刺，用酒精将表面清洁干净，用铁水泥覆盖，铁水泥干透后再用橡胶带包紧。经此处理后的软管长时间使用会有再次泄漏的风险，因此只能应急使用，待条件允许后需对泄漏处管路进行换新。
（5）冰机频繁启动[5]。故障现象：巡视人员发现冷库温度已达到设定值，但冰机仍在频繁启停，且启动与停止的间隔时间较短。
原因分析：1）供液电磁阀关不严，致使聚集在供液电磁阀后段的有一定压力的制冷剂蒸汽通过电磁阀到达压缩机内部，使压缩机启动，当压缩机启动后这一段管路中的制冷剂蒸汽很快被抽空，这时压缩机又会出现停机现象，循环往复，导致压缩机频繁启停;2）壓缩机吸气压力启停中间的差值设定得过小[6]。排除方法：1）检查供液电磁阀是否能够完全关闭;2）重新设定压缩机吸气压力启停值。
（6）冰机膨胀阀冰塞[7]。故障现象：膨胀阀外面被一层厚厚的冰层包裹住，且冷库内的温度异常升高。
原因分析：1）膨胀阀滤网脏堵形成冰塞，致使制冷剂在系统内流通不畅，冷库温度升高;2）膨胀阀故障或损坏，导致膨胀阀无法打开，制冷剂无法通过。排除方法：1）除温度较高的冷库外，其他冷库风机关掉，观察冰机的吸排气压力值。若吸排气压力值与以前压力值有差距，则证明为膨胀阀冰塞;若吸排气压力值与以前压力值差距比较大，则说明该膨胀阀可能出现故障而完全打不开。2）如果是膨胀阀故障，则将膨胀阀前后两个截止阀关上，然后换新即可;如果是膨胀阀冰塞，这时可以用热水将外边的冰层融化，关掉膨胀阀前后两个截止阀，将膨胀阀滤网拆下来清洁，最后装复，打开膨胀阀;如果膨胀阀经常冰塞，则可能是冰机系统中干燥过滤器内的干燥砂失效，导致无法过滤制冷剂中的杂质和水分，在流经膨胀阀时由于膨胀阀的节流降压作用在该处发生冰塞。
5 结语
本文通过介绍某轮CMO24活塞型冰机的组成、各部件的作用和原理，并分析该型号冰机的常见故障，提出了一系列行之有效的解决措施，对今后提高相关岗位人员的操作和维修水平具有一定的借鉴作用。
[参考文献]
[1] 何耀东.中央空调[M].北京：冶金工业出版社，2000.
[2] 徐德胜，韩厚德.制冷与空调—原理·结构·操作·维修[M].上海：上海交通大学出版社，1998.
[3] 陈沛霖，岳孝方.空调与制冷技术手册[M].上海：同济大学出版社，1999.
[4] 费千.船舶辅机[M].大连：大连海事大学出版社，2004.
[5] 张祉祐.制冷空调设备维修使用手册[M].北京：机械工业出版社，1998.
[6] 李金川.空调运行管理手册[M].上海：上海交通大学出版社，2000.
[7] 阎永阁.船舶辅机[M].大连：大连海事大学出版社，1999.
收稿日期：2021-06-30
作者简介：张立元（1993—），男，山东寿光人，助理工程师，研究方向：船舶动力保障。
关键词：活塞型冰机;供液电磁阀;二次蒸发;结构原理;故障
0 引言
CMO24型制冷冰机是某轮冷藏系统的主要组成部分，通过设置在冷库里的风机（即蒸发器）吸收被冷却物品的热量从而降低冷库温度，达到对食品保鲜的目的。
1 结构组成及主要性能参数
CMO24型制冷冰机由活塞型压缩机、水冷管壳式冷凝器、外平衡式热力膨胀阀、风机（盘管式蒸发器）、离心水泵、流量调节阀、负荷调节电磁阀、供液电磁阀、气液分离器、干燥过滤器、温度传感器等组成，主要性能参数如表1所示。
2 工作原理
当冷库内的温度达到温度继电器调定的上限值时，控制供液电磁阀得电，供液电磁阀打开;积聚在供液电磁阀后段的有一定压力的制冷剂蒸汽，通过电磁阀到达压缩机内部，设置在压缩机内的吸气压力传感器感受到这股压力并达到压缩机启动值时，压缩机启动。压缩机吸入来自风机（蒸发器）及经过冷凝器二次蒸发[1]（二次蒸发内容在介绍冷凝器时进行详述）的制冷剂蒸汽，在汽缸内将其压缩成高温高压的制冷剂蒸汽排至冷凝器，经冷凝器冷却后进入膨胀阀，经过膨胀阀的节流降压后变成低温低压的制冷剂液体进入冷库风机（蒸发器），与冷库内的食品进行热交换后使冷库温度降低。
3 主要部件的作用及原理
（1）活塞型压缩机。该轮安装的是V形活塞型压缩机[2]，由电动机带动曲轴使活塞在汽缸内做直线往复运动，分为4个过程，即压缩、排气、膨胀、吸气，从而实现制冷剂的压缩与排出。
（2）冷凝器。一方面，冷凝器使来自压缩机的高温高压的制冷剂蒸汽冷凝成液态制冷剂，另一方面，由于冷库内温度较低，制冷剂在冷库风机中热交换后不会全部变成制冷剂蒸汽，而是会形成制冷剂的汽液混合物，为保证压缩机吸入干的饱和制冷剂蒸汽，防止冻坏压缩机或者形成“液积”，因此需要在经过冷凝器的二次蒸发后全部变成干的饱和制冷剂，再重新进入压缩机。
（3）热力膨胀阀[3]。热力膨胀阀分为外平衡式热力膨胀阀和内平衡式热力膨胀阀，该轮使用的为外平衡式热力膨胀阀，其主要通过安装在制冷剂回路上的感温包来控制其开度的大小。
（4）风机。风机由毛细铜管组成的蒸发器和风机组成，低温的液态制冷剂在铜管内流动，通过风机的转动，经过蒸发器的空气温度降低，从而使冷库温度降低。
（5）水压开关。水压开关安装在冷凝器冷却水的出口管路上，主要用于检测管路中水的压力大小。当水压低于设定值时报警停机，并切断压缩机的运行，起到保护作用。
（6）排气压力高开关。排气压力高开关安装在压缩机排气端，用于检测压缩机的排气压力。正常运行时排气压力小于2.1 MPa，当排气压力大于2.1 MPa时报警停机，并切斷压缩机的运行，起到保护作用。
（7）供液电磁阀。供液电磁阀安装于制冷剂管路上，用于控制制冷剂的流动，从而控制压缩机的启停。
4 活塞型冰机常见故障分析与排除
（1）排气压力高报警停机。故障现象：巡视检查人员抄表时发现某台冰机控制面板上显示排气压力高报警导致冰机停机，面板上各个库房的温度都在零下几摄氏度。
原因分析：1）冷库温度较高，冰机一直满负荷运转，导致排气压力高报警停机;2）系统中充注的制冷剂过多;3）冷却水流量偏小;4）冷凝器内部铜管脏堵，导致换热效果变差。排除方法：1）关掉多余的冷库，单开一个或两个冷库进行分库打冷;2）泄放掉系统内的多余制冷剂;3）检查冷却水阀件是否全部打开或清洁冷凝器的进水滤器;4）对冷凝器内部铜管进行彻底清洗。
（2）风机过载停机[4]。故障现象：巡视人员检查时发现冰机控制面板上出现风机过载报警，且报警无法复位。
原因分析：1）冷库内物品堆放杂乱或堆放物遮挡风机导致换热不畅，风机长时间运转，出现过载报警;2）冷库中温度较低容易结冰，若风机融霜系统或风机盛水盘加热出现故障，会导致结冰严重，致使风机扇叶被冻住，从而无法运转，出现过载报警;3）风机电机本体出现故障导致过载。排除方法：1）检查风机运行状态，整理冷库内的物品，移除风机旁的遮挡物，提高换热效率;2）检查风机扇叶是否被冰冻住，若扇叶被冻住，则要清除风机及扇叶旁的冰霜，并对加热丝等电气元件进行检查，若出现故障要及时进行更换。
（3）冰机开机时振动声音大。故障现象：值班人员在开启低温冰机时发现此冰机存在振动声音异常现象，并且在将该机开到满负荷的情况下，振动异常声音进一步加大。
原因分析：通常情况下，冰机开机时产生振动源于冷凝器中冷却管部分松动。冷凝器中冷却管如在出厂时质量较差或在安装时处理不当，都将为其日后发生松动，造成冷凝器振动留下安全隐患。通过对冰机工作原理的分析，认为可能是冷凝器内部存在问题，导致冰机在开启过程中出现异常振动的声音。在冷凝器工作负荷逐渐增大时，冷却管松动的间隙会逐渐加大，振动也会随之逐渐加大，导致冷凝器工作噪声升高。冷却管松动严重，会使管壁破损，导致氟利昂泄漏于水中，在冷凝器内部结冰，造成其他冷却管损坏，冷凝器内部压力会伴随结冰而迅速升高。排除方法：在与冰机服务商进行沟通后，确定是冷凝器内部铜管松动导致出现振动异响，在将故障冷凝器更换后，冰机开启声音恢复至正常状态，并且在将冰机开到满负荷后也未出现异常振动声音，问题得以解决。
（4）冰机吸气端软管裂纹使制冷剂泄漏。故障现象：冰机吸气端无压力，初步检查没有发现明显有泄漏的地方。 原因分析：1）系统缺少制冷剂;2）系统发生制冷剂泄漏情况。排除方法：在加注一瓶制冷剂后再次检查（注：正常情况下检查泄漏时应收回制冷剂，在系统中充氮气检查），依次检查压缩机、冷凝器、储液器、膨胀阀及蒸发器本体和进出口管路，没有发现明显泄漏的地方。主要部件检查正常后检查制冷剂管路发现吸气端隔热材料包扎的软管处有泄漏的声音，撕开隔热材料后查看软管中间部位有明显的制冷剂气体冒出的声音，确定后用检漏仪检查确定是钢丝软管处泄漏制冷剂。在发现泄漏处后，将制冷剂收回储液器，关闭系统所有阀门，将软管外层钢丝清理出合适范围，内层软管刮平毛刺，用酒精将表面清洁干净，用铁水泥覆盖，铁水泥干透后再用橡胶带包紧。经此处理后的软管长时间使用会有再次泄漏的风险，因此只能应急使用，待条件允许后需对泄漏处管路进行换新。
（5）冰机频繁启动[5]。故障现象：巡视人员发现冷库温度已达到设定值，但冰机仍在频繁启停，且启动与停止的间隔时间较短。
原因分析：1）供液电磁阀关不严，致使聚集在供液电磁阀后段的有一定压力的制冷剂蒸汽通过电磁阀到达压缩机内部，使压缩机启动，当压缩机启动后这一段管路中的制冷剂蒸汽很快被抽空，这时压缩机又会出现停机现象，循环往复，导致压缩机频繁启停;2）壓缩机吸气压力启停中间的差值设定得过小[6]。排除方法：1）检查供液电磁阀是否能够完全关闭;2）重新设定压缩机吸气压力启停值。
（6）冰机膨胀阀冰塞[7]。故障现象：膨胀阀外面被一层厚厚的冰层包裹住，且冷库内的温度异常升高。
原因分析：1）膨胀阀滤网脏堵形成冰塞，致使制冷剂在系统内流通不畅，冷库温度升高;2）膨胀阀故障或损坏，导致膨胀阀无法打开，制冷剂无法通过。排除方法：1）除温度较高的冷库外，其他冷库风机关掉，观察冰机的吸排气压力值。若吸排气压力值与以前压力值有差距，则证明为膨胀阀冰塞;若吸排气压力值与以前压力值差距比较大，则说明该膨胀阀可能出现故障而完全打不开。2）如果是膨胀阀故障，则将膨胀阀前后两个截止阀关上，然后换新即可;如果是膨胀阀冰塞，这时可以用热水将外边的冰层融化，关掉膨胀阀前后两个截止阀，将膨胀阀滤网拆下来清洁，最后装复，打开膨胀阀;如果膨胀阀经常冰塞，则可能是冰机系统中干燥过滤器内的干燥砂失效，导致无法过滤制冷剂中的杂质和水分，在流经膨胀阀时由于膨胀阀的节流降压作用在该处发生冰塞。
5 结语
本文通过介绍某轮CMO24活塞型冰机的组成、各部件的作用和原理，并分析该型号冰机的常见故障，提出了一系列行之有效的解决措施，对今后提高相关岗位人员的操作和维修水平具有一定的借鉴作用。
[参考文献]
[1] 何耀东.中央空调[M].北京：冶金工业出版社，2000.
[2] 徐德胜，韩厚德.制冷与空调—原理·结构·操作·维修[M].上海：上海交通大学出版社，1998.
[3] 陈沛霖，岳孝方.空调与制冷技术手册[M].上海：同济大学出版社，1999.
[4] 费千.船舶辅机[M].大连：大连海事大学出版社，2004.
[5] 张祉祐.制冷空调设备维修使用手册[M].北京：机械工业出版社，1998.
[6] 李金川.空调运行管理手册[M].上海：上海交通大学出版社，2000.
[7] 阎永阁.船舶辅机[M].大连：大连海事大学出版社，1999.
收稿日期：2021-06-30
作者简介：张立元（1993—），男，山东寿光人，助理工程师，研究方向：船舶动力保障。