製氷機の動作原理とは？おそらく誰もがこの問題に馴染みがないのではないでしょうか。この記事では、製氷機の動作原理とワークフローを、概略図を用いて詳しく説明します。

製氷機は、冷凍システムの冷媒を通して水を冷却し、氷を生成する冷凍機械設備の一種です。図1に示すように、水産、食品、乳製品、医薬品、化学、野菜保存などの業界で広く利用されています。社会の発展と人々の生産レベルの継続的な向上に伴い、製氷産業はますます発展しており、製氷機に対する社会的な需要も高まっています。

Ⅰ. 動作原理の簡単な紹介

製氷機の冷却原理は下図の通りです。冷媒はコンプレッサーによって高温高圧のガスに圧縮され、凝縮器で冷却されて中温高圧の液体に液化されます。その後、絞りシステムによって絞り込まれ、蒸発器へと流れ込み、配管内で蒸発します。冷媒は周囲の熱を吸収して水を凍結させ、戻り管を通ってコンプレッサーに戻り、圧縮されて排出されます。このサイクルにより、水は氷になり、氷の厚さは一定になります。

冷媒はコンプレッサーで高温高圧のガスに圧縮され、吐出された後、熱供給パイプを通って直接蒸発器に入り、蒸発器の温度が上昇します。すると、冷媒と補給水の相乗作用により、氷が蒸発器から剥がれ落ちます。製氷工程が一度完了した後、冷蔵庫内の氷が完全に積み重なるまで繰り返し、製氷工程が停止します。氷を取り出した後、製氷機は上記のサイクルを継続します。

1. 製氷工程

機械の電源を入れた後、機能スイッチを「製氷20」の状態にしてください。このとき、インジケータライトが点灯し、水ポンプと排水ソレノイドバルブが数秒間（特定の時間を設定できます）オンになり、水タンク内の残留水を排出します。これにより、製氷に使用される水が新鮮できれいになります。排水中は、ホットガスバルブも通電されます。同時に、電子制御基板は冷蔵庫内の氷が満杯かどうかを検出します。氷が満杯でない場合は、コンプレッサーを起動し、同時にコンデンサー冷却ファンを起動し、水ポンプと排水バルブを閉じ、給水ソレノイドバルブを開いて製氷状態に入ります。

0.3Tフレークアイスマシン

製氷と除氷の全プロセス中、コンプレッサーは常に稼働し、コンプレッサーが数秒間起動した後にホットガスバルブが閉じられ、コンプレッサーが製氷室（蒸発器）を数秒間予冷した後に水ポンプが起動され、水位検出器がシンク内の水に数秒間接触したとき（水位検出器が水に接触すると、コントローラーの水位インジケーターが点灯します）、または数分間連続して水を摂取した後、水入口バルブが閉じられます。水ポンプと水分離器の作用により、水は冷凍室の各区画に均等に流れます。氷が形成されると、水位が下がり、水位インジケーターが消えます。このとき、水位検出器が数秒間水に接触するまで、水が一度補充され、氷を作るのに十分な水があることを確認します。

製氷の過程で、電子制御基板はコンデンサーの温度を継続的に検知し、コンデンサーの温度が設定温度を超えると、コンデンサー冷却ファンを始動して急速に温度を下げます。

一部の製氷機では、凝縮器冷却ファンとコンプレッサーが同一のコンタクタで制御されており、凝縮器冷却ファンの起動停止制御として、凝縮器冷却ファンの主回路に圧力スイッチが直列に接続されている点に留意してください。凝縮圧力が約1.7MPaを超えると凝縮ファンが起動し、約1.4MPaを下回ると停止します。

2. 除氷プロセス

氷厚検出器が水流（氷ではない）に数秒間接触すると、水ポンプが作動し、排水電磁弁が開いてシンク内の水を排水します（排水時間はパネルの排水時間スイッチで選択できます）。設定時間通りに排水した後、給水電磁弁、排水電磁弁、水ポンプが閉じられ、除氷プロセス全体にわたって作動しなくなります。排水開始時に、高温ガス弁が開き、高温の冷媒蒸気が蒸発器に流入して、蒸発器表面の氷を加熱します。氷は重力の作用で細かく砕かれて貯氷室に滑り込み、ボックススイッチがオンになり、除氷プロセスが終了し、再び製氷状態になります。

0.5Tフレークアイスマシン

3. 氷がいっぱいになると自動的に停止します