第1章電冰箱的理論基礎知識

1.1 電冰箱的結構及部件特點

1.1.1 電冰箱的基本結構

電冰箱可以分成兩大系統，即制冷系統和電氣系統，其中，制冷系統主要是指給電冰箱提供制冷劑循環的組件，而電氣系統則是指控制電冰箱進行工作的組件。

1. 制冷系統的基本結構

電冰箱的制冷系統主要包括壓縮機、冷凝器、干燥過濾器、毛細管、蒸發器和閥組件。

（1）壓縮機

壓縮機是電冰箱關鍵的制冷部件，通常安裝在電冰箱的底部，其結構外形圖如圖 1-1所示。其主要作用是將蒸發器中吸熱汽化后的低壓制冷劑蒸汽由吸氣管吸入壓縮機中，在壓縮機中將其壓縮成高壓高溫的過熱蒸汽后，再從排氣管送出，從而實現制冷循環。

圖1-1 壓縮機的結構外形圖

目前，大多數電冰箱的壓縮機采用的是與驅動電動機組合而成的全封閉式壓縮機，從外觀上看它有三根管子。其中相對較粗的管子是吸氣管（也叫回氣管），由蒸發器出來的低壓制冷劑氣體就是由這根管路送回到壓縮機中的。相對較細的管子是排氣管，低溫低壓的制冷劑氣體經壓縮機壓縮后變成高溫高壓的過熱蒸汽，然后由這根管路送入冷凝器，去完成熱交換。還有一根管子是工藝管，它是用來封住制冷劑和安裝表閥以進行檢測工作的。

（2）冷凝器

冷凝器是制冷系統中進行熱交換的部件，是將銅管彎成蛇形并與百葉窗形的鋼板焊接而成的，如圖1-2所示。其主要作用是對壓縮機送來的高溫高壓過熱蒸汽進行冷卻。通常，直接安裝在電冰箱的背部的又稱之為外露式冷凝器，如圖1-2（a）所示。安置在電冰箱的箱體內部的又稱之為內藏式冷凝器，圖1-2（b）所示。由于內藏式冷凝器藏于電冰箱體內，一旦出現泄漏，維修起來比較困難。所以，通常是采用在電冰箱箱體外再接一個外露式冷凝器來解決此類故障，原來電冰箱所帶的內藏式冷凝器就不再使用了。

圖1-2 冷凝器

冷凝器通過使用將熱量傳遞給周圍空氣的方法，使原本高溫高壓的過熱蒸汽變成中溫高壓的制冷劑液體，以實現熱交換。所以，在正常工作時用手摸冷凝器，入口處的溫度較高，出口處的溫度相對較低。

（3）干燥過濾器

干燥過濾器是制冷系統中用來防止毛細管出現冰堵、臟堵現象的部件，如圖1-3所示。從冷凝器出來的制冷劑需要先經過干燥過濾器，進行干燥過濾之后才會進入毛細管。在干燥過濾器兩端設有細目銅過濾網，以濾除雜質；其中間充滿了干燥劑，以濾除水分。

圖1-3 干燥過濾器

干燥過濾器是容易產生臟堵的部件。干燥過濾器出現臟堵時，會使制冷量下降或者根本不制冷，制冷系統的壓力也不正常，會使高壓部分的壓力升高，低壓部分的壓力下降。如果用手摸干燥過濾器的兩端，應有明顯的溫差，甚至入口處有結霜情況，表明干燥過濾器有堵塞。在正常情況下，干燥過濾器的兩端是沒有溫差的，它的表面溫度與室溫相當，這一點在檢修制冷系統時要加以注意。一般每次在打開制冷系統管路后，都需要更換新的干燥過濾器，這在維修時也要特別注意。

（4）毛細管

毛細管是制冷系統中的降壓部件，如圖1-4所示。由于毛細管的管徑很小，一般在0.5～1 mm之間，而長度較長，約為3 m，因此，高壓制冷劑液體流經毛細管時會受到較大的阻力，進而會在毛細管中產生壓力降。也就是說毛細管入口處的制冷劑壓力高，出口處的制冷劑壓力低，制冷劑液體經毛細管降壓后，壓力大大降低。這個降低后的壓力值決定了蒸發器中制冷劑的蒸發溫度，壓力大，蒸發溫度就高，蒸發時吸收的熱量就多，電冰箱內部的溫度就低；反之，壓力小，蒸發溫度就低，吸收的熱量少，電冰箱內部的溫度就高。

圖1-4 毛細管

由于需要使毛細管中的制冷劑保持一定的過冷度，以避免制冷劑提前汽化，因此，常將毛細管與溫度較低的吸氣管（回氣管）焊接在一起，一端接干燥過濾器，另一端與蒸發器連接。

毛細管較細，出口處的溫度較低，如果管路中有水分，就很容易出現冰堵，另外還會出現臟堵、折損、斷裂等情況，這在檢修時需要注意。

（5）蒸發器

蒸發器也是制冷系統中的熱交換部件，如圖1-5所示。其作用與冷凝器的作用正好相反。冷凝器是將制冷劑的熱量傳遞到外界，而蒸發器則是將電冰箱內空氣的熱量傳遞給制冷劑，這一過程是通過制冷劑在蒸發器中蒸發、沸騰吸熱而實現的，一般蒸發器內的管路較粗，分為主蒸發器和副蒸發器，其中主蒸發器安裝在冷凍室內，副蒸發器安裝在冷藏室內。蒸發器一般由鋅鋁復合板或印制復合板吹脹而成，這種蒸發器的傳熱性能好，管路分布合理，但是一旦出現泄漏，不易修復，通常需要在外側周圍重新排管。

圖1-5 蒸發器

（6）閥組件

電冰箱中常見的閥體組件主要有單向閥、壓差閥和電磁閥，其作用都是用于控制制冷劑的流向。

單向閥具有單向導通，反向截止的特點，用于防止壓縮機停機時，其內部大量的高溫高壓蒸汽倒流向蒸發器，使蒸發器升溫從而導致制冷效率降低。它通常與蒸發器一起封裝在隔熱層中，另一端與壓縮機的吸氣管相連，如圖1-6所示。

圖1-6 單向閥

壓差閥也稱節能閥或高壓閥，通常安裝于冷凝器的出口處，主要用在壓縮機停機后，切斷高低壓系統的管路，以防止冷凝器中的高壓制冷劑向蒸發器泄漏而縮短再次開機時系統達到冷卻壓力差所需的時間。

電磁閥主要用于轉換制冷劑的流向，控制不同室溫的制冷狀態，它與壓差閥的區別在于采用電來控制開關的通斷。常見的電冰箱電磁閥主要有二通電磁閥、二位三通電磁閥、一進三出電磁閥、三體六位五通電磁閥等，圖1-7所示為一進三出電磁閥實物圖。

圖1-7 一進三出電磁閥實物圖

2. 電氣系統的電路結構

電冰箱的電氣系統主要是由壓縮機啟動-保護繼電器、溫度控制器、制冰組件、電風扇組件、門組件、溫度補償開關及附屬電路組成的。

（1）啟動-保護繼電器

啟動-保護繼電器是用來啟動、保護壓縮機工作的。當壓縮機電動機啟動時需要啟動繼電器進行啟動，電冰箱使用最為廣泛的啟動繼電器為PTC啟動繼電器，尤其是使用R600a制冷劑的壓縮機，只能使用無觸點的PTC啟動元件，如圖1-8所示。PTC啟動繼電器又稱半導體式啟動繼電器，實際上就是正溫度系數熱敏電阻器啟動繼電器。

圖1-8 PTC啟動繼電器

重錘式啟動繼電器也是電冰箱壓縮機常用的啟動繼電器，如圖1-9所示，該繼電器結構緊湊，體積小，主要是由線圈、觸點、重錘銜鐵和絕緣外殼等組成的，由于其結構的特性，在安裝使用時，一定要使其直立線圈向下。

圖1-9 重錘式啟動繼電器

重錘式啟動繼電器的控制接點平時處于常開狀態，剛接通電源時，只有繼電器線圈和運行繞組中有電流，由于壓縮機的轉子是靜止的，啟動電流很大，電流流過繼電器線圈，繼電器線圈吸引重錘銜鐵向上運動，使動、靜觸點閉合，接通啟動繞組，壓縮機開始旋轉。隨著轉速的升高，電流減小，重錘銜鐵靠自重而落下，觸點斷開，啟動動作完成。

為了防止壓縮機過載引起的故障，電冰箱通常都會使用保護繼電器，防止壓縮機電動機被燒毀。目前壓縮機中使用最多的保護繼電器為蝶形過熱保護繼電器，如圖1-10所示，主要是由電阻加熱絲、碟形雙金屬片、一對動靜觸點和兩個接線端子組成的。其作用是保護壓縮機不至于因電流過大或者溫度過高而燒毀，起過流保護和過熱保護的雙重功能。

圖1-10 保護繼電器

（2）溫度控制器

為了保持電冰箱冷凍室、冷藏室的適當溫度，電冰箱都安裝有自動溫度控制器，簡稱溫控器，如圖1-11所示。電冰箱中的溫度控制器通常可分為機械式溫度控制器和電子式溫度控制器。

圖1-11 溫度控制器

溫度控制器通常被安裝在一個小盒內，與照明燈一起被放置在一個保護盒中，用戶可以通過溫控器旋鈕對電冰箱內的制冷溫度進行設定，溫度控制器的感溫管（溫度傳感器）則與后箱壁緊貼，由于后箱壁的后面板上安裝有副蒸發器，因此它檢測的就是副蒸發器的溫度，如圖1-12所示。

圖1-12 溫度控制器的安裝位置

（3）制冰組件

制冰組件是電冰箱用于實現人工制冰的主要裝置。隨著科學技術的發展，人們生活水平的不斷提高，電冰箱的制冰從手動制冰方式、半自動制冰方式發展到了全自動制冰方式。

圖1-13所示為制冰組件的結構示意圖。電冰箱的制冰組件主要包括儲水裝置和制冰裝置。其中儲水裝置主要由儲水盒蓋、注水栓、密封條、盒子、盒子卡爪、凈水過濾網、卡頭部分、盒蓋板、儲水盒等構成，該裝置主要通過供水泵電動機進行供電。而制冰裝置主要由制冰機、制冰傳感器、冰檢測桿等構成，該裝置制冰完成后，將通過脫冰電動機的正轉和倒轉，使制冰盒內的冰塊掉入儲冰盒中。

圖1-13 制冰組件的結構示意圖

（4）電風扇組件

電風扇組件通常設置在采用翅片式蒸發器的電冰箱中，通常位于電冰箱室內的頂部，即冷凍室、冷藏室或變溫室中，如圖1-14所示。電風扇電冰箱通過電風扇組件加強其內部的空氣流動，進而促使冷氣在電冰箱室內中循環制冷。

圖1-14 電風扇組件

電風扇轉動的動力來源于電風扇電動機，在電冰箱中，常見電風扇電動機大多采用罩極式電動機，如圖1-15所示。罩極式電動機是單相交流電動機，在其定子磁極上設有輔助作用的短路銅環，該銅環被稱為罩極繞組，它結構簡單，無金屬外殼，因此可直接看到線圈和罩極。

圖1-15 電風扇電動機

（5）箱門組件

電冰箱箱門組件主要包括照明燈、門開關和磁性門封。其中，電冰箱門開關主要是用來控制照明燈的，因此也可稱為照明燈開關。不同電冰箱的設計風格不同，致使箱門組件的樣式也多種多樣，有些電冰箱是照明燈位于箱體頂部，與門開關相距甚遠；而有些電冰箱的照明燈與門開關一同安裝在溫度控制裝置外殼上，如圖1-16所示。這種安裝方式使得箱門組件與溫度控制裝置一同安裝在電冰箱箱體側面，照明燈的設置是為了能夠讓用戶看清電冰箱箱體中存放的食物，便于取放。