第二章 電冰箱

復習要求

1.了解電冰箱的基本組成，熟練掌握電冰箱的結構特點及制冷原理，了解電冰箱型號及主要技術參數。

2.掌握電冰箱箱體構造及結構組成特點。

3.掌握電冰箱制冷系統的類型及制冷系統的零部件作用和組成。

4.熟悉掌握電冰箱的工作原理及電冰箱電氣控制原理。

5.了解電冰箱的新技術與新品種，了解無氟電冰箱的工作原理及運行特點。

復習內容

一、電冰箱概述

1.定義 電冰箱是以人工方法獲得低溫并提供儲存空間的冷藏與冷凍器具。而家用電冰箱是指供家庭使用，并有適當容積和裝置的絕熱箱體，用消耗電能的手段來制冷，并具有一個或多個間室。家用電冰箱型號的第一個字母用“B”表示。

目前國內外生產的電冰箱絕大多數為電動機壓縮式電冰箱，它主要由箱體、制冷系統、電氣自動控制系統和附件四部分組成。箱體是電冰箱的軀體，用來隔熱保溫。一般箱體內的空間分冷藏和冷凍兩個部分。制冷系統利用制冷劑在循環過程中的吸熱和放熱作用，將箱內的熱量轉移到箱外介質（空氣）中去，使箱內溫度降低，達到冷藏、冷凍食物的目的。電氣自動控制系統用于保證制冷系統按照不同的使用要求自動而安全地工作，將箱內溫度控制在一定范圍內以達到冷藏、冷凍需要。附件是為完善和適應冷藏、冷凍不同要求而設置的。

2.電冰箱分類

（1）按用途不同分類

[1]冷藏箱 它沒有冷凍功能，主要用于食品和藥品的冷藏保鮮，也可以用來短期儲存少量的冷凍食品。

[2]冷凍箱 它沒有冷藏室，只有一個冷凍室，可提供-18℃以下的低溫，供冷凍較多的食品之用。

[3]普通家用電冰箱 它具有冷藏和冷凍兩種功能。其箱體分為兩個相互隔離的小室，各室溫度不同，其中一個為冷凍室（有的還具有速凍功能），其余為具有不同溫度的冷藏室。

（2）按容積大小分類

[1]攜帶式電冰箱 容積在12～20L范圍內，多為半導體電冰箱，供旅行及裝在汽車上使用。

[2]臺式電冰箱 容積在30～50L之間，多設在旅館房間內供住客使用。

[3]落地式電冰箱 容積在50L以上，我國家庭多使用150～270L的電冰箱。

（3）按使用環境溫度不同分類

[1]亞溫帶型（SN型）使用的環境溫度為10～32℃。

[2]溫帶型（N型）使用的環境溫度為16～32℃。

[3]亞熱帶型（ST型）使用的環境溫度為18～38℃。

[4]熱帶型（T型）使用的環境溫度為18～43℃。

（4）按箱體結構分類

[1]平背式電冰箱 其特點是外殼平整美觀、噪聲低，但通風條件差、散熱效果不好、維修麻煩。

[2]凸背式電冰箱 其特點是單位散熱面積大、通風條件好、維修方便，但外觀不美觀。

（5）按箱門數量分類

單門電冰箱；雙門電冰箱；三門電冰箱；四門或多門電冰箱。

（6）按冷卻方式不同分類

[1]直冷式電冰箱 直冷式電冰箱也稱為有霜電冰箱，采用空氣自然對流的降溫方式。其特點是結構簡單，凍結速度快，耗電少，但冷藏室降溫慢，箱內溫度不均勻，冷凍室蒸發器易結霜，化霜麻煩。

[2]間冷式電冰箱 間冷式電冰箱也稱為無霜電冰箱，采用強制空氣對流的降溫方式。其特點是采用自動化霜方式，箱內降溫快且溫度均勻，但結構復雜，耗電多。

[3]直冷、風冷混合式電冰箱 這種電冰箱冷藏室一般采用空氣自然對流的降溫方式，冷凍室采用強制空氣對流的降溫方式。

（7）按制冷原理不同分類

[1]全封閉蒸氣壓縮式電冰箱

[2]吸收式電冰箱

[3]半導體式電冰箱 半導體式電冰箱的制冷系統無機械運動、無噪聲、制造方便。但它的制造成本高、制冷效率低，且必須使用直流電源，因此只限于使用在某些特定的場合（如實驗室、汽車等）。

3.電冰箱的型號及命名含義（參見教材圖2-11）

4.電冰箱的主要規格及技術參數

（1）有效容積 電冰箱的有效容積是指關上箱門后，電冰箱內壁所包圍的可供儲藏物品的空間的大小，單位通常用升（L）表示。生產廠家在產品銘牌或樣本上標出的有效容積為該產品的額定有效容積。

（2）箱內溫度范圍及星級規定

[1]冷藏室溫度 雙門雙溫電冰箱冷藏室溫度一般為0～10℃，三門電冰箱果蔬室的溫度約6℃以上；四門電冰箱可設計溫室，用于冷藏新鮮肉和豆腐等，其溫度為0～1℃。

[2] 冷凍室溫度用星級規定區分。

（3）壓縮機輸入功率 電冰箱采用全封閉式壓縮機，其銘牌上標出壓縮機的輸入功率。

（4）日耗電量 電冰箱的日耗電量是按國家標準測度方法，在25℃的環境溫度下運行24h測出的所消耗的電能，并標注在產品的銘牌上，單位為千瓦小時/24小時（kw· h/24h）。

（5）電源 我國生產的電冰箱多采用單相交流市電，額定電壓為220v，頻率為50Hz。

（6）制冷劑及其充注量 目前家用電冰箱多采用R12或R134a為制冷劑。不同規格的電冰箱制冷劑的充注量是不同的，以廠家說明為準。

二、電冰箱箱體

電冰箱箱體是電冰箱的軀體部分，由外箱、內膽、絕熱層、箱門（門封膠條、門鉸鏈等）、箱內附件（擱架、各類盒盤）等組成。除制冷系統外，箱體的隔熱保溫和箱門的密封性是電冰箱制冷效果好壞的關鍵。

箱體的熱損失主要表現為如下三個方面；一是箱體絕熱層的熱損失，占總熱損失的80%左右；二是箱門和門封條的熱損失，約占總熱損失的15%；三是箱體結構零件的熱損失，約占總熱損失的3%。

1.外箱

（1）外箱的結構形式 一般有整體式和拼裝式兩種（參見教材圖2-12和圖2-13）。

（2）外箱的組成 外箱與門面板一般采用0.6～1mm冷軋鋼板經裁剪、沖壓和焊接成型，外表面需經過磷化、涂漆或噴塑處理。

2.箱體內膽

（1）內膽的位置、作用和要求 箱體內膽位于內層，用以將冷藏、冷凍空間與隔熱層分開。要求是無毒、無味和耐腐蝕。

（2）內膽的材料 金屬內膽有不銹鋼薄板、防銹鋁板和經過搪瓷處理或噴涂的薄板。非金屬有ABS工程塑料、HIPS板材和改性聚苯乙烯塑料。

3.箱門

（1）箱門的結構 箱門是由外殼、內襯板和磁性門封組成的。

（2）磁性門封的材料和作用 為了防止從箱門和箱體的結合處泄漏冷氣，電冰箱的箱門上均裝有磁性門封。它是在軟質聚氯乙烯門封條內插入磁性膠條，根據門的尺寸將四角切口再熱黏合制成，然后嵌入箱門四周的塑料框架內，箱門靠磁性膠條的磁力將箱門與箱體外殼緊緊吸合，防止箱內冷氣的外泄和外部空氣的侵入（參見教材圖2-17和圖2-18）。

4.絕熱材料 目前電冰箱的絕熱材料常采用硬質聚氨酯泡沫塑料，其優點是重量輕、導熱系數低、絕熱性能好，使電冰箱絕熱層越來越薄。硬質聚氨酯泡沫塑料的發泡方法，目前主要有一次發泡法和二次發泡法。

三、電冰箱的基本工作原理

1.制冷循環過程

電冰箱一般常使用R12作制冷劑，并廣泛采用蒸氣壓縮制冷方式，它的制冷循環包括節流、蒸發、壓縮和冷凝四個過程。而蒸發器、壓縮機、冷凝器和節流閥是蒸氣壓縮制冷系統的四個必不可少的基本部件。

制冷循環工作過程（參見教材圖2-19）如下。

（1）蒸發過程：進入蒸發器的低壓制冷劑液體，立即蒸發汽化，吸收被冷卻空間的熱量，變成低壓蒸氣，使室內空間溫度降低達到制冷目的。

（2）壓縮過程：為使制冷劑循環使用，必須將蒸發器內低壓制冷劑蒸氣收回，吸入到壓縮機的汽缸中，經過壓縮變成壓力和溫度都較高的氣體，排入冷凝器中，完成制冷循環的壓縮過程。

（3）冷凝過程：在冷凝器內，高壓高溫的制冷劑氣體與冷卻介質（空氣或水）進行熱交換，把制冷劑在蒸發器內所吸收的熱量和壓縮功的熱量釋放出來，使高壓蒸氣冷凝為高壓液體。

（4）節流過程：當高壓制冷劑流入節流閥（或毛細管）時，便產生減少液體流量的“節流”作用，使制冷劑減壓，變成低壓液體進入蒸發器。

2.回熱制冷循環（參見教材圖2-20）

為了限制節流汽化，從冷凝器出來的液態制冷劑應進一步降溫，使其過冷。為了防止液擊，氣態制冷劑進入壓縮機前就吸熱升溫，使其成為過熱蒸氣。為此，在循環管路上加熱交換器，使從冷凝器流出來的溫度較高的液態制冷劑，同蒸發器流出來的溫度較低的氣態制冷劑進行熱交換，從而使液態制冷劑過冷，氣態制冷劑過熱，該過程稱為回熱制冷循環。

采用回熱制冷循環不但可以提高系統的性能，使制冷循環能正常進行，而且還能回收冷凝器的部分熱量，提高系統的效率。

四、制冷系統的類型、結構特點和工作原理

1.雙門直冷式雙溫單控電冰箱制冷系統

（1）制冷系統的組成（參見教材圖2-21和本書圖1-1）

雙門直冷式雙溫單控制冷系統，如教材圖2-21和本書圖1-1所示。該系統在冷凍室和冷藏室中各設一個獨立的蒸發器，兩個蒸發器在制冷系統中是串聯的。通過設在箱門框四周的冷凝器加熱使之不結露。從毛細管節流降壓后的制冷劑先進入冷藏室蒸發器，然后再進入冷凍室蒸發器。多數雙門電冰箱都設置了除霜加熱器，其作用是當箱內融化的霜水由出水管導流至底部的水蒸發盤時，吸收流經除霜加熱器的高溫高壓制冷劑蒸氣的熱量，從而提高冷凝器效果。這樣由冷凝器、門框防露管和除霜加熱器一起組成一個冷凝系統。當壓縮機通電運行時，其循環路徑如下：壓縮機→除霜加熱器→冷凝器→門框防露管→干燥過濾器→毛細管→冷藏室蒸發器→冷凍室蒸發器→壓縮機。

（2）雙門直冷式雙溫單控電冰箱制冷系統的工作原理（參見教材圖2-21）

[1]壓縮機吸入來自蒸發器中的氣態制冷劑，在內部汽缸內進行壓縮，形成高溫高壓的氣態制冷劑；把壓力提高到與冷凝溫度相對應的冷凝壓力，經高壓閥門從高壓排氣管送入冷凝器中。

[2]進入冷凝器的高溫高壓氣態制冷劑，沿盤管向大氣環境散熱，與大氣環境交換熱量，同時由氣態冷凝成液態。

[3]液態制冷劑經干燥過濾器吸收水分、濾除有形臟物，優化制冷環境，防止制冷系統冰堵和臟堵。

[4]液態制冷劑經毛細管節流，控制制冷劑的流量，來控制對蒸發器的供液量；把壓力由冷凝壓力降至蒸發壓力，送至蒸發器內。

[5]進入蒸發器的液態制冷劑，劇烈地轉變成氣態制冷劑，同時，沿盤管吸收大量的熱量，達到制冷目的。

2.雙門直冷式雙溫雙控電冰箱制冷系統

雙門直冷式雙溫雙控電冰箱制冷系統，如本書圖1-2所示。該系統有兩個溫控器分別控制冷凍室和冷藏室的溫度。冷藏室溫控器是根據冷藏室溫度變化來控制電磁切換閥的。例如，當冷藏室蒸發器溫度升到3.5℃時，冷藏室溫控器使電磁切換閥斷電，制冷劑流入冷藏室蒸發器，繼而進入冷凍室蒸發器，冷藏室產生制冷作用。當冷藏室溫度達到設定值時，冷藏室溫控器使電磁切換閥通電，制冷劑停止流入冷藏室蒸發器，而直接進入冷凍室蒸發器蒸發制冷。冷凍室溫控器根據冷凍室要求來控制壓縮機的開、停。

當壓縮機通電運行時，制冷劑經壓縮機→除霜蒸發器加熱管→冷凝器→防露管→干燥過濾器→電磁切換閥→第一毛細管→冷藏室蒸發器→冷凍室蒸發器→壓縮機，完成一個制冷循環。當冷凍室負荷增大、冷藏室溫度先達到設定值時，冷藏室溫控器控制電磁切換閥改變制冷劑流向，使電磁切換閥的制冷劑經第二毛細管直接注入冷凍室蒸發器，然后流回壓縮機。這時，切斷了進入冷藏室蒸發器的制冷劑，只通過冷凍室蒸發器進行循環。當需要速凍時，制冷劑也只通過冷凍室蒸發器循環，這樣可使冷凍室迅速降溫。

3.雙門間冷式電冰箱制冷系統各部件連接（參見教材圖2-24）

雙門間冷式電冰箱制冷系統各部件連接如教材圖2-24所示。它只用一個翅片盤管式蒸發器，置于冷凍室與冷藏室之間的夾層，或冷凍室的后面與箱體之間的夾層，利用冷卻風扇及風道把蒸發器產生的冷量送到冷藏室與冷凍室。它一般配置兩個溫控器（雙門雙溫控制），冷凍室采用普通壓力式溫控器控制壓縮機的開、停時間，以控制冷凍室的溫度；冷藏室采用感溫風門溫控器控制流入冷藏室的冷量，以控制冷藏室的溫度。間冷式電冰箱常采用自動化霜裝置，以提高制冷效率。制冷原理與直冷式相似，不同之處是利用冷卻風扇及風道把蒸發器產生的冷量強制地送到冷藏室與冷凍室。

五、制冷系統零部件

1.壓縮機

（1）壓縮機的作用及性能指標 壓縮機就是通過消耗機械能，一方面壓縮蒸發器排出的低壓制冷蒸氣，使之升到正常冷凝所需的冷凝壓力，另一方面也提供了制冷劑在系統中循環流動所需的動力，達到循環冷藏或冷凍物品的目的。所以說壓縮機在制冷系統中的作用猶如人的心臟一樣重要。壓縮機質量的優劣，將直接影響電冰箱的制冷性能。選用高性能的壓縮機，對電冰箱各種性能指標至關重要。壓縮機性能的高低，可用以下幾個指標加以考核。

[1]制冷量 壓縮機工作能力的大小就是以制冷量來衡量的，即壓縮機工作時，每小時從被冷卻物體帶走的熱量，以j/h（焦/小時）或w（瓦）表示，它是壓縮機最主要的技術指標。壓縮機制冷量大小隨工況條件的變化而變化，工況條件不同制冷量大小也不同。

[2]功率 功率是壓縮機的一個重要指標，是指壓縮機單位時間內耗電的多少。

[3]性能系數COP為確切表示壓縮機的性能，通常用性能系數來考核。性能系數就是制冷量與輸出功率大小之比。COP越大說明壓縮機效率越高。

（2）壓縮機的分類（參見教材圖2-25）

[1]壓縮機按工作原理可分為：容積式和離心式兩大類。容積式壓縮機是通過改變工作腔的容積從而完成吸氣—壓縮—排氣的循環工作過程。離心式壓縮機是通過離心力的作用來壓縮制冷劑蒸氣的，常用于大型制冷設備。

[2]容積式壓縮機按結構的不同可分為：往復活塞式和旋轉式兩類。

[3]往復活塞式壓縮機常用的有：曲軸連桿式、曲柄連桿式、曲柄導（滑）管式、斜盤式和電磁振動式。

[4]旋轉式壓縮機又有：刮片式、滑片式、螺桿式和滾動轉子式。

[5]壓縮機根據與電動機的連接形式和密封方式可分為開啟式、半封閉式和全封閉式三類。

開啟式：壓縮機與電動機之間用皮帶傳動，制冷劑靠軸封和冷凍油封閉。

半封閉式：壓縮機與電動機之間用同軸傳動。制冷劑靠曲軸箱和冷凍油封閉。

全封閉：電動機直接驅動壓縮機的曲軸，把圓周運動變成直線往復運動。把壓縮機和電動機密閉在一個鋼殼內。

（3）往復活塞式壓縮機（參見教材圖2-26）往復活塞式壓縮機的往復運動機構，常見的有曲軸連桿活塞式、曲柄連桿活塞式和曲柄滑管式三種結構。

[1]往復活塞式壓縮機的工作過程 經過壓縮、排氣、膨脹和吸氣四個過程，完成一次吸排氣循環。

[2]曲軸連桿活塞式全封閉壓縮機 活塞的活動由曲軸、連桿傳動。連桿是活塞與曲軸的連接件，它將曲軸的旋轉運動變為活塞的往復活動。

[3]曲柄連桿活塞式全封閉壓縮機 曲柄連桿活塞式全封閉壓縮機結構與曲軸連桿式基本相同，只是主軸呈內柄狀，軸為單臂支承，所以承受力較小，只適用于輸出功率在300w以下的壓縮機組中。

[4]曲柄滑管式全封閉壓縮機 曲柄滑管式壓縮機是廣泛用于家用電冰箱的100w左右的壓縮機。滑管式壓縮機主要由電動機、機架、滑塊、曲柄軸、汽缸體、閥座、閥片及一個與滑管制成一體的滑管活塞所組成。采用滑管、滑塊來代替傳統的連桿組件。曲柄滑管式壓縮機的特點是：結構簡單，零件少，形位偏差要求不嚴，工藝比較簡單，而且汽缸體和機架不是一體的，能夠自由調節余隙容積。功率超過250w的壓縮機不采用滑管結構。

（4）旋轉式壓縮機 廣泛用于家用電冰箱。旋轉式壓縮機有螺桿式、滾動轉子式和滑片式等多種結構。目前在電冰箱中應用較多的是滾動轉子式和滑片式結構。

[1]旋轉式壓縮機的結構。它主要由汽缸體、轉子、主軸、排氣閥、吸氣管、活動刮板或滑片、機座、機殼等組成。

采用活動刮板分隔氣室的，稱為滾動轉子式。其結構簡圖參見教材圖2-29。

采用滑片分隔氣室的，稱為滑片轉子式。其結構簡圖參見教材圖2-30。

[2]旋轉式壓縮機的工作原理。滾動轉子式壓縮機工作時，主軸帶動偏心軸轉動，套在偏心軸上的轉子隨著一起轉動。活動刮板在彈簧的作用下，把轉子與汽缸之間的月牙形空腔隔為高、低壓腔，參見教材圖2-33。在圖2-33（a）中，A腔通過吸氣管與吸氣腔相通，A腔充滿制冷劑氣體。當轉子轉到圖2-33（b）位置時，A腔容積縮小，氣體被壓縮而壓力升高。同時新出現的B腔與吸氣管相通，制冷劑氣體進入B腔。轉子轉到圖2-33（c）位置時，A腔進一步縮小，氣體壓力繼續升高，而B腔容積進一步增大，繼續吸氣。當A腔氣體壓力超過排氣腔壓力時，排氣閥開啟，高壓氣體被輸往制冷系統管道。轉子轉到圖2-33（d）位置時，A腔容積繼續縮小，排氣過程接近完成，而B腔繼續增大，仍在吸氣。轉子繼續轉動，壓縮機重復上述循環過程。

滑片轉子式壓縮機的工作過程與滾動轉子式壓縮機基本相同，只是主軸與轉子同時轉動，且用轉子槽內能做徑向自由滑動的滑片代替活動刮板，把轉子與汽缸間的腔室周期性地分成高、低壓腔，從而不斷吸進制冷劑氣體，經壓縮成高壓后，輸往制冷系統管道。

[3]旋轉式壓縮機的優點。旋轉式壓縮機較之往復式壓縮機有著明顯的優點：體積小，重量輕，結構簡單，零部件少，耗電低，效率高。

[4]機殼溫度高。由于它的結構與工作過程與往復式壓縮機不同，因此，檢修時應注意：旋轉式壓縮機機殼溫度高達99～110℃，較之往復式壓縮機高20～30℃，但排氣管溫度相差無幾。

[5]檢修抽真空時注意事項。檢修抽真空時，最好是制冷系統高、低壓側同時進行。如單側抽真空，宜在高壓側進行。

（5）無CFC制冷劑壓縮機

[1]R134a制冷劑壓縮機與R12制冷劑壓縮機在以下幾個方面存在區別。

a.壓縮機結構有四點區別。

●由于R134a比R12的化學腐蝕性和親水性增強，R134a成分中不含氯，使壓縮機零部件潤滑性變差，引起不利的化學變化，因而其電動機線圈及絕緣材料必須加強絕緣等級。

●由于R134a制冷效率低于R12，因此必須對壓縮機采取一系列高效優化措施：采用高效壓縮機電動機，并加裝背閥；有效控制壓縮機閥片，以提高效率。

●直接進氣，用軟管將吸氣腔與回氣管連接起來，以減少熱量損失。

●對于R12和R134a作制冷劑的制冷系統，R134a蒸發壓力較低，冷凝壓力較高，壓比更大。低背壓時，R134a的制冷量較小，要獲得相同的制冷量，需選用排氣量大一些（約10%）的壓縮機。

b.更換冷凍油的注意事項。

●冷凍油總的要求。壓縮機冷凍油必須與制冷劑相溶，并具有良好的潤滑性、密封性、低溫流動性及化學穩定性等。

●必須更換冷凍油。由于用于R12壓縮機的礦物油與R134a不相溶，因此采用R134a作制冷劑時，必須更換冷凍油。

●對于往復式壓縮機。一般采用與R134a相溶的酯類油或聚二醇（PAG）油。

●對于旋轉式壓縮機，日本三菱電機公司開發出低黏度的硬質烷基苯（HAB）油作冷凍油。

●部分零部件不能互換。由于新潤滑油（特別是酯類油）具有極強的吸水性，水解性很強的酯類油與水反應生成酸，酸又腐蝕制冷管道及壓縮機，甚至堵塞毛細管，酸與礦物油、水合成又使酯分解變質。故R134a壓縮機對制冷系統中的含水量、含氯量、殘油及雜質含量要求相當高，且真空泵（酯類油）、連接軟管、快速接頭、密封圈等需要專用，與R12系統不能通用，檢漏儀要由鹵素檢漏儀改為電子檢漏儀。

[2]R600a制冷劑壓縮機的特點：

●環保性能較好。R600a（即異丁烷）是一種新型的制冷劑，其臭氧破壞能力ODP=0，溫室反應潛能GwP≈0。

● R600a制冷劑不腐蝕金屬。

●能效比高和節能。R600a制冷劑壓縮機能耗可降5%～10%，有明顯節能效果。

● 單臺電冰箱充注量少。一般兩個打火機含量即可。

● 噪聲低和可靠性高。運行狀況好，并且可靠性高。

● 汽缸容積大。在電動機不變的情況下，為了達到同等的制冷量，R600a壓縮機的汽缸容積要比R12壓縮機增大70%以上。

● 所有R600a制冷劑壓縮機必須采用PTC啟動，以減少燃燒爆炸的危險性。

[3]R600a制冷劑壓縮機的缺點：

● 不足之處是其易燃易爆。使用在大容量的電冰箱上充注量較大時，如果發生泄漏，可能造成爆炸危險（爆炸體積濃度為1.8%～8.4%）。

● 在有R600a存在的制冷管路上，不能用氣焊和電焊進行焊接。

（6）全封閉式壓縮機組 就是將電動機與壓縮機組成一個整體，密封在金屬殼體中。電動機作為全封閉壓縮機組中的原動力，是必不可少的部件。它將電能轉換成機械能，帶動壓縮機活塞對制冷劑蒸氣做壓縮功，使制冷劑得以循環，實現制冷的目的。一般小型全封閉壓縮機組都使用單相電源，其電動機都是單相異步電動機。按照啟動方式不同，電動機可分為以下四類。

[1]阻抗分相啟動電動機 這種電動機定子上有啟動繞組和運行繞組，啟動繞組線徑細、匝數少，電阻大而電感小；運行繞組線徑粗、匝數多，電阻小而電感大。通入交流電，使兩繞組形成了兩個不同感抗和不同相位角的啟動電流，起到阻抗分相作用，由此產生旋轉磁場，它作用在轉子上，使其產生啟動轉矩。當啟動轉速達到額定轉速的70%～80%時，在啟動繼電器控制下，斷開啟動繞組，而只讓運行繞組工作。其電路參考教材圖2-34。這種電動機結構簡單，成本低，啟動轉矩小，啟動電流大，效率不高。

[2]電容啟動電動機 這種電動機在啟動繞組上需串聯一只啟動電容器（40～100μF），啟動繞組線徑較粗一些，而匝數也少一些。目的是使啟動繞組感抗小，而電容器的容抗較大，形成電容電感電路，容抗大于感抗，顯示容抗的特性，啟動繞組中電流超前電壓，而運行繞組還是感抗性的，顯示出電壓超前電流，使相位差加大，啟動力矩也增大，啟動電流較小，效率較高，其電路參考教材圖2-35。電容啟動式單相異步電動機輸出功率可達750w，多用在小冰柜和空調器中。

[3]電容運轉式電動機 這種電動機功率因數高，運行電流小，效率高。其電路參考教材圖2-36。

[4]電容啟動、電容運轉式電動機 這種電動機運行性能好，功率和過載能力都有提高，降低了能耗，但成本較高。其電路參考教材圖2-37。

2.換熱器

換熱器是制冷設備中的重要部件。制冷劑在換熱器中通過狀態的改變來吸收或放出熱量，實現熱量的轉移和交換。它包括蒸發器和冷凝器。

3.蒸發器

蒸發器是一種將電冰箱內的熱量傳遞給制冷劑的熱交換器，它的主要作用是把毛細管送來的低溫低壓制冷劑液，經吸收箱內食品的熱量后蒸發為制冷劑飽和蒸氣，達到制冷的目的。

（1）蒸發器的分類

[1]大型制冷設備中的蒸發器分為冷卻液體式和冷卻空氣式兩大類。

[2]冷卻液體式蒸發器按供液方式不同可分為：立管式和螺旋式、滿液式臥式殼管式和干式臥式殼管式。

[3]冷卻空氣的蒸發器按空氣流動原因可分為：自然對流式蒸發器和強迫對流式蒸發器。

[4]電冰箱和空調器常用的蒸發器有：復合鋁板吹脹式、管板式、翅片盤管式和層架盤管式。

a.復合鋁板吹脹式蒸發器 這種蒸發器表面平整不易積垢，管路流程可多路并聯而不要接頭，而且管路密集，壓力損失小。管道與壁板之間的溫差小，傳熱效率高。復合鋁板吹脹式蒸發器多用于單門電冰箱和雙門電冰箱冷藏室蒸發器，也有用做雙門直冷式電冰箱冷凍室蒸發器的。

b.管板式蒸發器 直冷式雙門電冰箱的冷凍室多采用這種蒸發器。管板式蒸發器的優點是：冷凍室內壁光潔、平整，不易泄漏，不易損傷，即使殼壁破裂，只要盤管未受到損傷，制冷劑也不致泄漏，盤管不與外界空氣、水分接觸，故不易腐蝕。其缺點是：管路只能做成單程盤管，為避免壓力損失，盤管長度受到一定的限制，管道的間距較大，從而使管道與壁板之間的溫差相對吹脹式而言要大一些，傳遞效率降低。

c.翅片盤管式蒸發器 該類型蒸發器主要用于間冷式電冰箱。

d.層架盤管式蒸發器 在目前較流行的冷凍室下置內抽屜式直冷式電冰箱，蒸發器普遍采用層架盤管式蒸發器，盤管既是蒸發器，又是抽屜擱架，這種蒸發器制造工藝簡單，便于檢修，成本較低（可用鋁管或邦迪管），而且有利于箱內溫度均勻，冷卻速度快。

（2）蒸發器的結構特點 電冰箱由于采用毛細管節流，制冷工況受環境溫度影響，制冷劑流量也會發生變化。所以，在蒸發器后部一般設有“氣液分離筒”或鋁板吹脹型的氣液分離部分。

（3）影響蒸發器傳熱效率的因素

[1]霜層及污垢等對傳熱的影響；

[2]空氣對流速度對傳熱的影響；

[3]傳熱溫差對傳熱效率的影響；

[4]制冷劑特性對蒸發器傳熱的影響。

4.冷凝器

冷凝器是一種將制冷劑的熱量傳遞給外界的熱交換器，安裝在電冰箱箱體的背部。它的主要作用是把壓縮機壓縮后排出的高溫高壓過熱制冷劑蒸氣冷卻，變為中溫高壓的液態制冷劑，而達到向周圍環境散熱的目的。

（1）分類

[1]冷凝器根據冷卻的介質不同可分為風冷式和水冷式兩大類。

[2]水冷式冷凝器有套管式和臥式殼管式，小型的水冷式冷凝器有翅片盤管式，用于移動空調。大型制冷設備多采用水冷卻方式。

[3]風冷式冷凝器有強迫對流式和自然對流式兩種。空氣自然對流冷卻方式具有構造簡單、無風機噪聲、不易發生故障等優點，但是傳熱效率較低。300L以下的電冰箱和小型冷凍箱多采用自然對流式冷卻方式。空氣風機強迫對流冷卻方式的傳熱效率較高，結構緊湊，不需要水源，使用比較方便；但風機有一定的噪聲。當電冰箱容積在300L以上時，有時采用此種冷卻方式。廚房冷藏箱等較大設備的冷凝器，也多采用強迫對流冷卻方式。

電冰箱常采用自然對流式冷凝器，個別采用強迫對流式冷凝器。房間空調器常采用強迫對流式冷凝器，也有水冷式冷凝器的。

[4]電冰箱和空調器常用的冷凝器有：百葉窗式、鋼絲盤管式、內藏（光管）式和翅片盤管式等。前三種常用于電冰箱，翅片盤管式常用于冰柜和空調器中。

（2）冷凝器的結構形式

[1]百葉窗式冷凝器

[2]鋼絲盤管式冷凝器 鋼絲盤管式冷凝器又稱為鋼絲管式冷凝器。它重量較輕，成本較低，強度和鋼性較好，傳熱效率稍高于百葉窗式冷凝器。

[3]內藏式冷凝器 內藏式冷凝器是將銅管或邦迪管制成的盤管擠壓或貼敷于電冰箱外殼的內側表面，利用電冰箱殼的外壁向外散熱，這種形式的冷凝器具有占用空間小、便于清潔、不易碰損、使電冰箱背部平滑整潔等優點。但這種冷凝器的散熱性能不如百葉窗式和鋼絲盤管式冷凝器，有的采用附加冷凝器來改善散熱條件。另外，由于冷凝器被固定在電冰箱外殼表面，因此絕熱層也要相應增厚。對于這種構造，一旦冷凝器內部管道產生泄漏則無法檢修或更換，必須有嚴格的工藝來保證。

[4]翅片盤管式冷凝器 由于其外表面積大，體積小，所以必須采用強迫對流冷卻方式才能提高效率。

（3）影響冷凝器傳熱效率的因素 冷凝器作為電冰箱的散熱部件，總是希望盡量提高其傳熱效率。在電冰箱的散熱形式確定之后，在使用過程中還有一些因素影響其傳熱效率：

[1]空氣流速和環境溫度對傳熱效率的影響；

[2]污垢對傳熱效率的影響；

[3]空氣對傳熱效率的影響

5.干燥過濾器和毛細管

（1）干燥過濾器

[1]干燥過濾器的作用 干燥過濾器是由干燥器和過濾器兩部分組成的。在電冰箱的制冷系統中，它安裝在冷凝器的出口與毛細管的進口之間的液體管道中。它的作用主要有兩個：一是清除制冷系統中的殘留水分，防止產生冰堵，并減小水分對制冷系統的腐蝕作用；二是濾除制冷系統中的雜質，如金屬屑、各種氧化物和灰塵，以免毛細管臟堵。

[2]干燥過濾器的構造 家用電冰箱使用的干燥過濾器為一體式的，其結構見教材圖2-47所示。它是在銅管制成的殼體兩端設有過濾網，中間裝入干燥劑。干燥劑不能更換。有多種物質可以做干燥劑，如無水的CaCl2、硅膠和分子篩等，而電冰箱都是以分子篩為干燥劑的。維修制冷系統時要整只更換。

（2）毛細管

[1]毛細管的作用 毛細管是電冰箱上的節流降壓裝置，位于電冰箱的后下部。它的作用主要有兩個：一是在壓縮機運行中，保持蒸發器與冷凝器之間有一定的壓力差，從而使制冷劑在蒸發器中規定的低壓力狀況下蒸發吸熱，使冷凝器中的氣態制冷劑在一定的高壓下冷凝放熱；另一個功能是控制制冷劑的流量，使蒸發器保持合理的溫度，以實現電冰箱安全、經濟運行。

[2]毛細管的結構及原理 毛細管是一根孔徑很小，長度較長且多為盤圈狀的紫銅管。在檢修電冰箱時不要隨意弄斷毛細管，更換毛細管時也不要隨意改變毛細管的尺寸。液態制冷劑通過它時會受到較大的阻力而產生壓力降（猶如電流流過導體，因電阻產生電壓降一樣），因而控制了制冷劑的流量和保持冷凝器與蒸發器的合理壓力差。

[3]毛細管的特點 毛細管節流具有結構簡單、無運動零件、不易發生故障、停機后高低壓力逐漸平衡、易于啟動等特點。可選用啟動較小的驅動電動機作制冷機的動力。但毛細管的自動調節范圍小，而且不能人工調節，只適用于熱負荷比較穩定的家用電冰箱等制冷系統中。

6.電磁閥和除霜管

（1）電磁閥（參考教材圖2-48）

[1]電磁閥的組成 電磁閥是單機雙溫雙制冷循環系統中分配冷量的關鍵部件，它是一個二位三通閥。

[2]電磁閥的工作原理 它利用電磁原理通過電源的通斷控制制冷劑在管路中的流通：當電磁閥斷電時，活塞在彈簧的彈力作用下處于上部位置，2管口被活塞堵住，3管口打開，如果壓縮機開機，制冷劑將從1管流入閥心，從3管流出，冷藏室制冷。

當電磁閥通電時，線圈產生磁力，在磁力作用下活塞從上部位置移動到下部位置，這時2管口打開，3管口被堵住，制冷劑從1管流入2管流出，冷凍室制冷。

（2）除霜管（參考教材圖2-49）

由于電冰箱內、外有很大的溫度差，在箱體內外殼結合部形成“冷橋”，再加上電冰箱門縫的隔熱性能較差，使電冰箱門體周圍的溫度降低。若其溫度降到空氣濕度相對的露點溫度時，即出現凝露現象。這不但給用戶造成麻煩，而且還對箱體產生腐蝕作用。為防止凝露、降低能耗，采用了熱管防露系統。它是將壓縮機排出的高壓過熱蒸氣，經過電冰箱門體周邊的除霜管后，再進入冷凝器。這樣可以利用部分熱量使電冰箱門體周邊的表面溫度稍高于或接近環境溫度，從而達到了防凝露的目的。這種結構不但可以防止凝露，而且兼有冷凝、散熱的作用。

六、制冷系統的工作原理

1.制冷系統中的制冷劑狀態（參考教材圖2-50）

（1）制冷劑的狀態（以R12為例）

線段A→B表示制冷劑的氣態壓縮，同時伴隨有溫度的升高。

線段B→B1表示壓力和熱量相繼減小，即氣態制冷劑散失其上一段所得到的熱量，并趨向于液態。在B1處，制冷劑的蒸氣和液體開始共存。

線段B1→C表示制冷劑蒸氣繼續由氣態變為液態，并進一步散失熱量。

線段C→D表示制冷劑液體流經一個小截面的限流器，同時壓力、溫度和熱量繼續減小。

線段D→E表示制冷劑液體的膨脹，同時溫度進一步降低。

線段E→F表示液體從外界吸熱，并趨于再次變為氣態。在點E處，液體和蒸氣共存。

線段F→A表示制冷劑液體回到蒸氣狀態。此時，壓力、溫度和熱量逐漸增大。

（2）制冷劑的作用 制冷劑從制冷系統的某一固定部位（蒸發器）吸收熱量，而在另一部位（冷凝器）將熱量加以散發。其在制冷系統中起到將（蒸發器）熱量“吸收”、“運送”、“傳遞”給外界環境的作用，從而產生制冷效果。

2.制冷系統內制冷劑狀態的變化

（1）制冷劑的壓縮 制冷劑的壓縮是在壓縮機內完成的，它是制冷劑在制冷循環中的一個過程（參考教材圖2-51）。

[1]制冷劑循環流動的壓力 壓縮機將電能轉變為機械能，同時將制冷劑吸入、壓縮和排出。保證了制冷劑制冷循環過程的實現。

[2]制冷劑的狀態 在整個壓縮過程中，制冷劑始終處于蒸氣狀態（在狀態圖中該過程用線段A→B表示）。

[3]制冷劑的溫度 制冷劑的初始溫度同制冷系統周圍的環境溫度相差無幾。從這一初始溫度起，借助于壓縮機活塞往復運動所產生的壓力以及氣閥的作用力，制冷劑氣體的溫度就升高到排氣溫度。即：從初始溫度25℃升高到排氣溫度90℃。

[4]制冷劑的壓力 氣體的壓力從壓縮機外殼內的壓力升高到氣閥和排氣管所在處的排氣的壓力。在壓縮機運轉時，氣體壓強從進氣管處的0.03MPa提高到排氣管處的0.2MPa左右。如果壓縮機停機或由溫控器切斷電源時，吸氣管和排氣管的壓力趨于平衡狀態，其壓強在0.3MPa左右。

（2）制冷劑的冷凝 制冷劑的冷凝是在冷凝器中完成的。

[1]制冷劑的狀態 在整個冷凝過程中，制冷劑的狀態是從氣態→氣液共存→液態（在狀態圖中該過程用線段B→B1和B1→C表示）。

[2]制冷劑的溫度 如果壓縮機轉動的環境為25℃時，冷凝器中制冷劑開始部分溫度接近90℃左右，而最后部分的溫度約為55℃。同時，冷凝器進、出口處的溫度差要受其他因素的影響。

[3]制冷劑的壓力 由于冷凝器的管子截面對流過的制冷劑的流量來說足夠大，所受到的阻力小，因此該過程壓力與壓縮機排出管處的壓力基本相同。

（3）制冷劑的節流 制冷劑的節流是在過濾器、毛細管和穿有毛細管的回氣管中完成的。

[1]制冷劑的狀態 在整個節流過程中，制冷劑的狀態始終處于液體狀態（在狀態圖中該過程用線段C→D表示）。

[2]制冷劑的溫度 毛細管的全部長度幾乎都穿在回氣管中（或并焊在回氣管上），回氣管中R12的溫度比毛細管中R12的溫度低，兩者又對向流動，因此，毛細管制冷劑在向蒸發器流動的同時，繼續散發熱量，并將熱量散發給了回氣管中的R12。這一特殊措施的目的是為了利用回氣管中的R12的低溫，讓毛細管中的R12液化得更好，讓回氣管中的R12汽化得更安全，以提高其制冷能力。圖2-51所指的溫度是-25℃和+25℃，實際上是相距較遠的兩點溫度。因為回氣管本身長度約1m，在其上端因R12蒸氣剛從蒸發器流出，其蒸氣溫度很低。在其下端，由于R12蒸氣流過回氣管，一部分熱量由毛細管傳來，并從外部環境中得到一部分熱量。

[3]制冷劑的壓力 毛細管內徑小且較長，因而使流經毛細管的制冷劑R12在毛細管中形成相應的壓力降，以保持蒸發器與冷凝器之間有一定的壓力差。

（4）制冷劑的蒸發 制冷劑的蒸發是在蒸發器中完成的。

[1]制冷劑的狀態 在整個蒸發過程中，制冷劑的狀態是從液態→液氣共存→氣態（在狀態圖中該過程用線段D→E和E→F表示）。

[2]制冷劑的溫度 制冷劑在D→E的蒸發過程中，溫度進一步降低，而在E→F的蒸發過程中，則必須保持溫度不變。

[3]制冷劑的壓力 制冷劑在D→E的蒸發過程中，壓力進一步降低，而在E→F的蒸發過程中，壓力基本不變。

（5）制冷劑的吸入（參考教材圖2-52）圖2-52所示為F到A所表示的狀態變化。在整個狀態變化過程中，R12始終保持蒸氣狀態，并且逐漸從蒸發溫度（例如-25℃）升到周圍環境溫度（假設此時為+25℃）。這一階段的蒸氣溫度提高有兩個原因：

[1]由毛細管流動的高溫制冷劑傳來一部分熱量。

[2]另一部分熱量來自溫度較高的環境。并經回氣管表面傳入。回氣管內制冷劑的壓力，由壓縮機的吸氣作用確定。在A點，制冷劑恢復初始狀態，循環周而復始。

七、電冰箱電氣控制原理

電冰箱的電氣控制系統包括：溫度自動控制；除霜控制；風扇電動機及門燈控制；制冷劑流向、流量自動控制；過載、過熱以及異常保護等。電冰箱通過控制系統來保證其在各種使用條件下安全可靠地正常運行。

1.控制系統零部件

（1）溫控器 又稱溫控開關，是制冷設備電氣控制系統中的主要部件。

[1]溫控器的作用 利用感溫探頭把溫度的變化，轉換成開關的開和關，控制著壓縮機或其他負載的開和停，控制著壓縮機的開停時間，間接地控制著箱內或室內溫度保持在一定范圍內。

[2]溫控器的控制原理 當箱內溫度高于一定值時，溫控開關導通接通壓縮機電動機的電源，壓縮機工作制冷，箱內溫度降低；當箱內溫度低于一定值時，溫控開關斷開壓縮機電動機的電源，電冰箱停止制冷；開停機溫差在2～3℃之間。溫控器直接控制壓縮機，間接控制箱內溫度。

[3]溫控器的分類 電冰箱所使用的溫控器主要為溫感壓力式機械溫控器和熱敏電阻式電子溫控器。

[4]溫控器常見的故障 溫控器在使用時，常見的故障有：接點黏連、機械動作失靈、感溫管漏氣。

a.溫控器接點黏連后，會使電冰箱或空調器壓縮機連續運轉不停，致使電冰箱冷藏室溫度或室內溫度過低。對這一故障的解決方法比較簡單，只要將溫控器的溫度調節旋鈕從“停”點到“冷”點反復轉動數次。如仍不能停機，說明觸點不能斷開。發生這種故障的主要原因是由于接點“通”、“斷”時出現拉弧，使兩接點熔化“黏連”在一起。

b.溫控器機械動作失靈后，電冰箱或空調器會產生開、停沒有規律的現象，甚至會發生開機后不會停或停后不會再開機等現象。

c.溫控器感溫管漏氣會使電冰箱或空調器壓縮機不工作。

（2）化霜定時器 可以分為機械化霜定時器和電子化霜定時器兩類。

（3）啟動控制器 由于壓縮機電動機啟動阻力矩比正常運轉時大得多，壓縮機繞組除運行繞組外都有啟動繞組，啟動繞組只是在啟動時起作用，啟動后運行繞組就開始獨自工作。這樣就需要用啟動控制器來控制接通或斷開啟動繞組。啟動控制器一般采用重錘式啟動繼電器和PTC啟動器。

[1]重錘式啟動器壓縮機的工作原理 重錘式啟動繼電器是一種結構簡單，動作可靠的啟動繼電器。電流線圈串接在電動機的工作繞組中，靜觸點串接在電動機的啟動繞組中。

參考教材圖2-74（a），其工作原理是開機瞬間，壓縮機電動機的主繞組CM串聯重錘啟動器的線圈1-3，構成了閉合回路，電流急劇增加。當電流增大到一定值（2.5A）時，重錘受到的磁吸引力大于重力而動作，觸點1-2閉合，使壓縮機電動機的啟動繞組CS構成閉合回路。啟動繞組CS線徑細、匝數少、電感小、直流電阻大，主繞組CM線徑粗、匝數多、電感大、直流電阻小，使得CS中的電流在相位上超前CM近90°的電角度，形成旋轉磁場，轉子切割磁力線受到作用力啟動。當轉速達到75%～80%時，主繞組中的電流小于一定值（1.9A）時，重錘大于磁吸引力而下落，分斷觸點1-2，只有主繞組承接，電動機進入正常工作。

[2]PTC啟動器壓縮機的工作原理PTC啟動器實際上是以鈦酸鋇（BaTiO2）摻合微量的稀土元素經陶瓷工藝制成的一種半導體晶體。PTC元件是一種半導體晶體結構，具有正溫度系數電阻特性，即當溫度達到某一臨界點時，其電阻值會發生劇增，參考教材圖2-76。PTC電路連接參考教材圖2-77。

參考教材圖2-74（b），其工作原理是：主繞組CM直接接在市電上，副繞組串聯PTC后接到市電上，均構成閉合回路。CS中的電流在相位上超前CM近90°的電角度，形成旋轉磁場，電動機啟動，轉子開始轉動。啟動前常溫下PTC電阻很小，只有十幾歐姆，相當于短路。啟動時副繞組的電流很大，此電流流過PTC啟動器使本身發熱，溫度迅速升高，PTC的阻值先減小，然后急劇增大到幾十千歐姆，電流只有十幾毫安，相當于斷路。

（4）過載保護器 用來防止壓縮機過載和過熱而燒毀電動機而設置的。

過電流、過溫升保護繼電器最常用的為碟形熱控過電流、過溫升保護繼電器。當電動機接通電源因故不能正常啟動時，過大的電流會使電阻加熱器對碟形雙金屬片劇烈加熱。在達到一定溫度后，雙金屬片即變形向上翹曲，使動觸點和靜觸點分開，切斷電路，起到保護作用。

（5）啟動電容器 一般和啟動繼電器并聯，利用分相原理使電冰箱具有瞬間啟動功能。

2.直冷式家用電冰箱的控制電路

雙門直冷式電冰箱的控制電路如教材圖2-79和圖2-80所示，這些電路均由溫度控制器、啟動繼電器、熱保護器和照明燈及開關等組成。這是一種常用的典型電路。電冰箱運行時，由溫控器按所需調定的電冰箱溫度自動地接通或斷開電路，來控制壓縮機的開與停。如果出現異常情況，如運行電流過高、電源電壓過高或過低等，熱保護器就斷開電路，起到安全保護作用。

（1）制冷和控制保護原理 溫控器的旋鈕置“ON”，溫控器的普通開關H和L閉合，溫控開關L-C常溫下常通。過載過熱保護器常溫下常通。壓縮機電動機在重錘啟動器的配合下啟動工作，驅動壓縮機工作制冷。當電冰箱冷藏室內的溫度降低到一定程度時，溫控器的溫控開關L-C斷開壓縮機電動機的電源，壓縮機停止工作和制冷。當冷藏室內的溫度升到一定值時，溫控器的溫控開關L-C閉合，壓縮機再次啟動工作制冷。當壓縮機外殼的溫度超過一定值（90℃）時，或電動機的電流過大時，過載過熱保護器雙金屬片將斷開電動機的電源，從而保護壓縮機。當壓縮機外殼的溫度低于一定值（70℃）時，過載過熱保護器雙金屬片接通電動機的電源。

（2）間停周期性化霜原理 季節開關K2，又稱為節電開關，夏天應該置“OFF”省電，冬天應該置“ON”。季節開關K2冬天置“ON”，溫控開關閉合壓縮機工作制冷期間，電熱絲D處于短路狀態不工作不發熱。當箱內溫度降低到一定程度達到要求時，溫控開關斷開，電熱絲D脫離短路狀態發熱化霜。同時進行溫度補償，使冷藏室溫度升高，使溫控開關能再次閉合。如果冬天省電開關置“OFF”，由于在冬天冷藏室的溫度較低，溫控開關不能閉合，壓縮機不能工作制冷，則冷凍室溫度較高不能冷凍。夏天季節開關如果置“ON”，電冰箱停機期間電熱絲加熱，使停機時間變短，壓縮機工作時間變長而費電。

（3）打開冷藏室的箱門，門開關閉合，門燈亮。關門燈滅。

3.間冷式家用電冰箱的控制電路（參考教材圖2-81）

（1）雙門間冷式全自動化霜電路的組成 [1]溫控器；[2]化霜定時器；[3]化霜保護器（化霜溫控器、限溫器）；[4]電熱絲；[5]熔斷器。

（2）雙門間冷式全自動化霜電冰箱控制工作原理 接通電源，溫控器常溫下通。化霜定時器C-N接通。過載過熱保護器常溫下導通。壓縮機的主繞組CM直接接在電源上，副繞組CS串接PTC啟動器后接在220v電源上，均構成閉合回路，壓縮機電動機啟動工作，壓縮機工作制冷。同時，小風扇串接上門開關和下門開關后接在220v電源上，構成閉合回路而工作，把蒸發器產生的冷量強制吹入冷凍室和冷藏室，達到制冷目的。吹入冷藏室的風量靠風門控制。打開上門，風扇電動機停止轉動；打開下門，風扇電動機停止轉動，同時門燈亮。當冷凍室的溫度達到一定值時，溫控器斷開壓縮機和風扇電動機的電源。當冷凍室的溫度升高到一定程度時，溫控器的觸點閉合給壓縮機和風扇電動機供電。

（3）化霜原理 [1]化霜定時器C-N接通使壓縮機累積工作8小時（或12h），C-N斷開，制冷停止。[2]C-K接通，化霜保護器低溫下通。電熱絲構成閉合回路發熱，開始化霜。[3]化霜時化霜定時器線圈處于短路狀態不工作。[4]當溫度升到一定值（13℃左右）時，化霜保護器斷開，停止化霜。[5]化霜定時器線圈脫離短路狀態而工作，經5分鐘左右延時，化霜定時器C-K斷，C-N接通，制冷開始。[6]當冷凍室溫度降至一定值（-5℃）時，化霜保護器觸點閉合，為下一次化霜做準備。

（4）PTC啟動器壓縮機應注意的問題 電冰箱一旦停電不能馬上通電。一是因為電冰箱制冷系統壓力不能馬上達到平衡，往高壓部分打氣啟動不開；二是因為PTC元件溫度還沒有降低，PTC電阻沒有恢復到正常值，電動機不能進入正常工作。這兩個原因都會使電流很大，使過載過熱保護器動作。為了避免這種情況的發生，最好使用交流穩壓延時保護器。來電以后延時5分鐘，PTC電阻可以恢復到正常值，避免損壞壓縮機。

4.直冷與風冷單系統的控制原理

（1）直冷單系統冷藏箱控制原理

[1]電氣原理圖 電氣原理圖參見教材圖2-82。

[2]控制原理簡介 直冷單系統冷藏箱一般都采用機械溫控型的控制方式，是控制部分最簡單的電冰箱，由溫控器直接控制壓縮機啟停及室內溫度。常用溫控器由K15、K59、K57、K60等，其型號不同，控制參數也不同，其中K60帶自動恢復的化霜按鈕。一般K50和K60用于帶制冰室的冷藏箱控制。K57用于不帶制冰室和蒸發器的外掛型冷藏箱控制，其感溫控制點選擇在箱體后背貼近蒸發器的某一點上。

（2）直冷單系統冷凍箱控制原理

[1]電氣原理圖 電氣原理圖參見教材圖2-83。

[2]控制原理簡介 從控制方式上，直冷單系統冷凍箱可分為三種方式：機械溫控型、電子溫控型、混合型。

圖2-83是一個典型的混合型控制電路，由主控板和機械溫控器共同完成控制功能。由1個機械溫控器感受冷凍室的溫度控制壓縮機的開停，由主控板完成其他輔助功能，如速凍、延時、超溫報警等，其控制原理如下。

a.溫度控制 當箱內溫度較高時，冷凍溫控器K54的3、4間接通，壓縮機運轉，開始制冷；當溫度達到關機溫度時，3、4間斷開，壓縮機不運轉。

b.超溫報警 當箱內溫度較高、在報警溫度以上時，冷凍溫控器K54的3、6間接通，給控制板提供一個溫度報警信號，由主控板輸出聲音和光報警信號，提醒用戶注意。

c.自動化霜 由主控板上的速凍繼電器完成，進入速凍狀態后，繼電器閉合，冷凍溫控器被繼電器支路短接，壓縮機持續運轉。

（3）直冷單系統冷藏冷凍箱控制原理

[1]電氣原理圖 電氣原理圖參見教材圖2-85。

[2]控制原理 從控制方式上，直冷單系統冷藏冷凍箱可分為三種方式：機械溫控型（又可分為雙溫控器型和補償加熱型）、電子/電腦溫控型、混合型。機械溫控型無主控板，電子/電腦溫控型無機械溫控器。混合型由機械溫控器和主控板共同完成控制功能。

圖2-85是一個典型的混合型控制電路，其溫度控制由機械溫控器完成，其他輔助功能如延時、超溫報警、速凍等由主控板完成。

正常狀態下切換繼電器觸點KM斷開，只有冷藏溫控器控制壓縮機開停。當環境溫度較低時，接通切換開關，KM接通，冷藏溫控器和冷凍溫控器并聯控制壓縮機開停。主控板上的綠色和黃色發光二極管分別為電源指示燈和切換指示燈。超溫報警信號取自冷凍溫控器的信號終端，經降壓整流，驅動紅色發光二極管。

（4）風冷單系統冷凍箱控制原理

[1]電氣原理圖 電氣原理圖參見教材圖2-84。

[2]控制原理 從控制方式上，風冷單系統冷凍箱一般可分為機械溫控型和混合型。通過溫控器感受冷凍箱內溫度，控制壓縮機開停來控制冷凍室的溫度。壓縮機、風扇、化霜、加熱絲通過化霜定時器控制有規律地通斷。在制冷階段，壓縮機、風扇接通，加熱絲斷開，此時電冰箱蒸發器化霜；在風扇延時階段，僅壓縮機接通，風扇和加熱絲斷開，此時制冷系統的工作目的是冷卻蒸發器，避免把蒸發器剛化完霜后的熱空氣吹到冷凍箱內。

a.超溫報警 當冷凍室溫度較高、到報警溫度以上時，冷凍溫控器ST2接通，溫控器報警燈H4亮，提醒用戶注意。

b.速凍 速凍功能由手動控制。當需要速凍時，按一下速動開關，進入速凍狀態。速凍期內，速凍指示燈H3亮，再按一下速動開關，退出速凍狀態。

（5）風冷單系統冷藏冷凍箱控制原理

[1]電氣原理圖 電氣原理圖參見教材圖2-86。

[2]控制原理 圖2-86是一個采用電子溫控器的風冷單系統冷藏冷凍箱控制原理圖。電子溫控器完成電冰箱溫度控制、化霜，延時控制。冷藏室傳感器控制冷藏室溫度，通過風門調節風量分配，進而調節冷凍室溫度，其控制原理如下。

a.延時控制 為保護壓縮機，維持電冰箱溫度相對平衡，在每次壓縮機停機和化霜剛結束后，有約6min的延時。

b.化霜控制 化霜定時器自動積累壓縮機工作時間，當達到8h ±30min時，自動進入化霜狀態，斷開壓縮機和風機，接通加熱管，開始化霜，由冷凍傳感器感受到的溫度決定化霜何時結束。

c.低溫補償R2為溫度補償電阻。ST為溫度補償開關，當環境溫度低于10℃時，打開此開關，接通補償電阻R1，可保證電冰箱在較低溫環境中正常啟動工作，此時冷凍室溫可達-10℃以下。

八、電冰箱的新技術與新品種

1.電冰箱現狀與發展趨勢

（1）綠色電冰箱

[1]綠色電冰箱的定義 綠色電冰箱就是符合環保要求的電冰箱。具體“環保要求”是指，采用的制冷劑和發泡劑對大氣臭氧層的破壞程度和對地球變暖的影響程度達到國際標準（或趨近于零）。

[2]綠色電冰箱的發展方向 根據“環保要求”，目前國際和國內在制冷劑方面采用R134a和R600a兩種制冷劑代替R12。在發泡劑方面采用環烷（為飽和脂環烴化合物）R141b代替R11。

（2）含氟量低制冷劑的特性 表1-1給出了R134a與R12制冷劑的基本物理性質比較（也可以參考教材表2-2）。

由表1-2可知：R134a分子小、分子量輕、滲透能力強，又極易吸水，與礦物油不相溶，因此，R134a制冷劑對系統內部的潔凈度要求更高。

同時，使用R134a制冷劑的系統，潤滑油須用酯類油。R134a制冷劑又對金屬件有腐蝕性。為此，R134a系統內部零件表面均做了特殊處理。而且R134a標準沸點、凝固點、汽化潛能較高，其制冷量比R12低10%左右。

綜上所述，我們可以得出下面的結論：

R134a系統可以用R12作制冷劑。但標準工況下，技術參數改變了，同時對系統管路提出了要求：

[1]系統管路未曾用過R134a（包括酯類油），可以直接用R12。

[2]系統管路曾用過R134a的，系統管路必須用R113清洗干凈，以防止毛細管堵塞和壓縮機燒毀。

[3]干燥過濾器應更換成符合R12要求的。

R12系統不能用R134a作制冷劑，因為R12系統的內部條件不符合R134a的特殊工藝要求。

2.含氟量低制冷劑對制冷系統的技術要求

（1）對壓縮機的要求 用R134a制冷劑對壓縮機的要求：耐腐蝕、耐高溫、耐高壓（壓力大）、絕緣等級高漆包線等要求。

（2）對干燥過濾器的要求 用R134a制冷劑對干燥過濾器的要求：吸水能力強，保持絕對干燥。

（3）對冷凍油的要求 用R134a制冷劑對冷凍油的要求：需對冷凍油做相應的改變，如RL329酯類油。

（4）對密封材料的要求 用R134a制冷劑對密封材料的要求：使用R134a密封材料要比使用R12密封材料的性能高。

九、除臭技術

1.電冰箱除臭原理

電冰箱中的臭氣主要由氨、甲胺、三甲胺、甲基硫、硫化氫等組成。為了除去箱內這些臭氣成分，通常采用物理吸附除臭法和化學除臭法。

（1）物理吸附除臭原理 物理吸附除臭主要是用活性炭、分子篩等多孔物質的表面吸附臭氣來進行除臭。活性炭由椰子殼、木屑、焦油纖維等制成。活性炭內部具有許多極細小的孔隙，因此大大地增加了與空氣接觸的表面面積。在正常條件下，它所吸附的物質量能達到它本身質量的15%～20%，這時，活性炭就需要經過更換或再生處理。

（2）采用活性炭吸附除臭的優、缺點

[1]優點 價廉、安全、不耗電、無噪聲。

[2]缺點 除臭速度較慢；占據一定的儲物空間。原因是活性炭吸附除臭是依靠電冰箱原有的自然對流（直冷式）或氣流（間冷式）將臭氣帶到活性炭的表面進行吸附的。因此，時間過長、吸附達到飽和時，就失去了除臭作用，必須通過加熱來使它活化再生。

（3）化學除臭的三種方法 [1]中和反應除臭；[2]縮合反應除臭；[3]氧化還原除臭。

2.電冰箱除臭裝置

（1）纖維活性炭自動活化功能除臭裝置。

（2）臭氧加催化劑除臭裝置。

（3）加熱管除臭裝置。

本章小結

1.電冰箱是一種小型制冷設備，主要由箱體、制冷系統、電氣控制系統和附件四個部分組成。

（1）箱體包括外殼、隔熱保溫層、內膽等。它是電冰箱的軀體，其作用是使箱內空氣與外界大氣隔絕，保持箱內低溫。

（2）制冷系統由制冷壓縮機、冷凝器、干燥過濾器、毛細管和蒸發器等部分組成。它通過制冷劑循環變化，使箱內熱量轉移到箱外空氣介質中去，達到降溫制冷的目的。

（3）電氣控制系統主要由溫控器、啟動繼電器、過載保護器及相關的控制電路組成。其作用主要是控制電冰箱的工作，使其自動啟停、安全運轉、控溫和化霜等。

（4）附件。電冰箱的附件包括：擱架、果菜盒、接水盤、蛋架及制冷盒等。

2.電冰箱的基本工作原理中，制冷循環過程是制冷技術的基礎。在制冷循環過程中用到的部件及部件對制冷劑所起的作用，如表1-2所示。

3.雙門直冷式雙溫單控電冰箱制冷系統和雙門直冷式雙溫雙控制冷系統的組成、結構特點和工作原理，以及雙門間冷式電冰箱制冷系統各部件的連接。

4.制冷系統零部件是制冷設備不可缺少的。它主要由壓縮機、冷凝器、干燥過濾器、毛細管、蒸發器等部件組成。制冷劑在配有連接管道的封閉系統循環工作。

壓縮機是制冷設備中的核心部件。它在電動機的驅動下，起到輸送和壓縮制冷蒸氣，使制冷劑在系統中進行制冷循環的作用。本章就壓縮機的性能指標、分類及各類壓縮機的工作過程和R134a制冷劑壓縮機與R12制冷劑壓縮機的區別做了詳細的介紹。特別地全面闡述了電冰箱中全封閉式壓縮機組的內容。

5.換熱器包括蒸發器和冷凝器，是制冷設備中又一核心部件。它的結構特點和影響傳熱效率的因素及如何提高它的換熱率，是當今制冷與制冷設備技術研究的一個主要課題。

（1）冷凝器有很多種形式。它的主要作用是把從壓縮機中排出的高溫高壓的氣態制冷劑冷卻，變為中溫高壓的液態制冷劑，而達到向周圍環境散熱的目的。蒸發為干飽和蒸氣，從而使溫度下降，達到制冷目的。

（2）蒸發器有許多不同的種類。它們的主要作用是使來自毛細管的高壓液態制冷劑在其內吸熱沸騰，蒸發為干飽和蒸氣，從而使溫度下降，達到制冷目的。

（3）干燥過濾器的作用主要有兩方面：將制冷劑過濾和干燥，可以防止制冷劑因有水分而產生腐蝕性物質，保護設備和管路不受腐蝕，同時水分還會在管路形成冰堵，影響制冷劑的流通，降低制冷量；濾除制冷系統中的雜質，以免毛細管臟堵。干燥過濾器安裝在冷凝器和毛細管之間的管路上。

（4）毛細管是減壓元件，在制冷和空調中起兩個作用：一是將高壓制冷劑液體節流減壓，由冷凝壓力降到蒸發壓力；二是調節蒸發器的供液量。它安裝在冷凝器和蒸發器之間，是制冷系統高壓與低壓之間的分界點。

6.制冷劑在制冷系統內的整個循環可分為壓縮、冷凝、節流和蒸發四個工作過程。特別是制冷系統內制冷劑狀態的變化是我們掌握制冷技術的重要環節。其中壓縮時（特別強調，是在壓縮機內完成的）制冷劑循環流動的壓力、狀態和溫度，以及此時制冷劑的壓力；制冷劑的冷凝是在冷凝器中完成的，冷凝時制冷劑的狀態、溫度和壓力；制冷劑的節流是在過濾器、毛細管和穿有毛細管的回氣管中完成的，節流時制冷劑的狀態、溫度和壓力；制冷劑的蒸發是在蒸發器中完成，蒸發時制冷劑的狀態、溫度和壓力以及制冷劑吸入時整個狀態保持蒸氣狀態，如表1-3所示。

7.控制系統零部件有溫控器、化霜定時器、啟動控制器、過載保護器和啟動電容器。在電冰箱電氣控制原理中對直冷式和間冷式家用電冰箱的控制電路的化霜原理、制冷和控制保護原理，以及自動控制要求做了詳細的分析。在電路分析中，一定要明確它們的作用和基本工作原理。其目的是提高看懂電氣圖紙（識圖）和按照圖紙分析工作原理的能力。另外，對直冷與風冷單系統的控制原理進行了詳細的介紹。

8.對于電冰箱的現狀與發展趨勢，提出綠色電冰箱就是符合環保要求的電冰箱的定義。并且提出用R134a制冷劑對壓縮機、干燥過濾器、冷凍油和密封材料的具體要求。

9.電冰箱中的臭氣主要由氨、甲胺、三甲胺、甲基硫、硫化氫等組成。為了除去箱內這些臭氣成分，通常采用物理吸附除臭法和化學除臭法。