小型制冰機在食品工業的冷凍中，主要用于液體載冷水機的制冷系統，如鹽水溶液、乙醇溶液等。冷水機制冷工質通常為R12、R22等。它由冷水機制冷壓縮機、水冷殼管式冷凝器、膨脹閥、立管（排管）式或螺旋管式蒸發器等組成。為便于操作維修，縮小安裝位置，通常將冷水機制冷壓縮機、油分離器、水冷殼管式冷凝器、干燥過濾器、電磁閥等部件安裝在同一機座上，組成壓縮冷凝機組。再用管道通過膨脹閥與蒸發器連接，形成一個完整的冷水機制冷系統。
冷水機制冷系統在運行中的正常工況，壓縮機的吸氣溫度應比蒸發溫度高5~15℃，比鹽水溫度高5~10℃；壓縮機的排氣溫度R12系統最高不得超過130℃，R22系統不得超過150℃；壓縮機曲軸箱的油溫最高不得超過70℃，壓縮機的吸氣壓力應與蒸發壓力相對應；壓縮機的排氣壓力R12系統最高不得超過1.2MPa，R22系統不得超過1.6MPa，壓縮機的油壓比吸氣壓力高0.12~0.3MPa；經常注意冷卻水量和水溫，冷凝器的出水溫度應比進水溫度高出2~5℃為宜；經常注意壓縮機曲軸箱的油面積和油分離器的回油情況；壓縮機不應有任何敲擊聲，機體各部發熱應正常，冷凝壓力不得超過壓縮機的排氣壓力范圍。
冷水機組制冷系統的運行調整，直接關系整個系統的運行工況是否正常，冷水機組制冷效果能否達到要求的重要操作。在制冰系統中，鹽水溶液（氯化鈉或氯化鈣溶液）的濃度（含鹽量）與蒸發器的熱交換有著密切關系。溶液的濃度低，結晶點（凝固點）溫度高，熱量小，冷水機組冷水機組制冷量小，冷水機組制冷溫度下降緩慢；溶液的濃度高，結晶點（凝固點）溫度低，熱量大，冷水機組制冷量也大，冷水機組制冷溫度下降的快。但溶液濃度不得超出其自身的凝固點，否則冰點反而上升。氯化鈉的凝固點為﹣21.2℃，溶液中的鹽含量為23.1%，在100份水中的鹽含量為30.1%；氯化鈣的凝固點為﹣55.0℃，溶液中的鹽含量為29.9%，在100份水中的鹽含量為42.7%（參照《氯化鈉氯化鈣溶液特性表》）。定期對鹽水溶液進行測試，保持鹽水溶液在規定的范圍內，對整個冷水機組制冷系統能否正常及經濟運行是非常重要的。
膨脹閥是冷水機組制冷系統的四大組件之一，是調節和控制冷水機組制冷劑流量和壓力進入蒸發器的重要裝置，也是高低壓側的“分界線”。它的調節，不僅關系到整個冷水機組制冷系統能否正常運行，而且也是衡量操作工技術高低的重要標志。例如所測鹽水溫度為﹣10℃，蒸發溫度比鹽水溫度低5~10℃，即﹣15~20℃，對照《冷水機組制冷劑溫度壓力對照表》（以R12制冷劑為例），相對應的壓力為0.086~0.054MPa表壓，此壓力即為膨脹閥的調節壓力（出口壓力）。
由于回氣管路存在一定的壓力損失（取決于管路的長短、彎路的多少、管徑的大小等），實際的壓力損失一般在0.02~0.05MPa左右，即低壓壓力略比蒸發溫度對應下的壓力低。調節膨脹閥必須仔細耐心地進行，調節壓力必須經過蒸發器與鹽水溫度產生熱交換沸騰（蒸發）后再通過管路進入壓縮機吸氣腔反映到壓力表上的，需要一個時間過程。每調動膨脹閥一次，一般需要10~15分鐘的時間后才能將膨脹閥的調節壓力穩定在吸氣壓力表上。壓縮機的吸氣壓力是膨脹閥調節壓力的重要參考參數。
膨脹閥的開啟度小，冷凍機制冷劑通過的流量就少，壓力也低；膨脹閥的開啟度大，冷凍機制冷劑通過的流量就多，壓力也高。根據冷凍機制冷劑的熱力性質，壓力越低，相對于的溫度就越低；壓力越高，相對應的溫度也就越高。按照這一定律，如果膨脹閥出口壓力過低，相應的蒸發壓力和溫度也過低。但由于進入蒸發器流量的減少，壓力的降低，造成蒸發速度減慢，單位容積（時間）冷凍機制冷量下降，冷凍機制冷效率降低。相反，如果膨脹閥出口壓力過高，相應的蒸發壓力和溫度也過高。進入蒸發器的流量和壓力都加大，由于液體蒸發過剩，過潮氣體（甚至液體）被壓縮機吸入，引起壓縮機的濕沖程（液擊），使壓縮機不能正常工作，造成一系列工況惡劣，甚至損壞壓縮機。由此看來，正確調整膨脹閥對系統的運行顯得尤為重要。
為減小膨脹閥調節后的壓力及溫度損失，膨脹閥盡可能安裝在距鹽水箱入口處的水平管道上，感溫包應包扎在回氣管（低壓管）的側面中央位置。膨脹閥在正常工作時，閥體結霜呈斜形，入口側不應結霜，否則應視為入口濾網存在冰堵或臟堵。正常情況下，膨脹閥工作時是很幽靜的，如果發出較明顯的“絲絲”聲，說明系統中冷凍機制冷劑不足。當膨脹閥出現感溫系統漏氣、調節失靈等故障時應予更換。
壓縮機的排氣溫度過高，吸氣壓力過低，吸排氣壓差過大（氣缸壓縮比大），膨脹閥的開啟度小，調節壓力低；吸氣溫度過高，即吸氣過熱度大，吸氣管過長或保溫效果差；冷卻水量不足或水溫過高，系統中不凝性氣體（空氣）過多；冷凝壓力過高，相應的冷凝溫度也高，引起排氣溫度升高，壓縮機氣缸或閥組故障。
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